Mecànica
Col·lisió elàstica
Observa com la quantitat de moviment total es manté mentre les boles se separen amb un bot.
Col·lisió elàstica — simulació interactiva de Mecànica. Observa com la quantitat de moviment total es manté mentre les boles se separen amb un bot. Laboratori virtual de física gratuït al navegador, amb mesures SI en directe i tutorial guiat.
Conservació de la quantitat de moviment
En una col·lisió sense forces externes, la quantitat de moviment total es conserva. En una col·lisió elàstica, l'energia cinètica també es conserva.
Quan dues boles col·lisionen en una superfície sense fricció, les seves quantitats de moviment individuals canvien, però la quantitat de moviment total del sistema es manté. En una col·lisió gairebé elàstica, se separen amb un bot amb l'energia cinètica gairebé inalterada: boles ràpides que entren, boles ràpides que surten.
- p = mv → Σp_before = Σp_after
- KE = ½mv² (conservada en col·lisions elàstiques)
Resum de la investigació
Planifica la pregunta abans d'obrir el laboratori
El resum reflecteix la pàgina prerenderitzada: la pregunta conductora, les prediccions rivals, els rols de les variables, les lleis que governen, la configuració, l'anàlisi i les preguntes d'extensió es mantenen visibles i en aquest ordre.
Pregunta conductora
Dues boles idèntiques rolen l'una contra l'altra a la mateixa velocitat i col·lisionen elàsticament. Després de la col·lisió, com es comparen les seves velocitats amb les d'abans?
Prediccions a valorar
- Cada bola rebota directament enrere a la mateixa velocitat amb què ha arribat
- Les dues boles s'aturen mortes al punt de col·lisió
- Les dues boles continuen igual, com si s'haguessin travessat
Rols de les variables
El que tu defines:
- Massa m (cada bola) (kg)
- Velocitat d'apropament v (m/s)
El que tu mesures:
- Quantitat de moviment de la bola A p = mv (kg·m/s)
- KE de la bola A = ½mv² (J)
- Quantitat de moviment de la bola A després — predicció ideal (kg·m/s)
- Quantitat de moviment total després de la col·lisió (A + B) (kg·m/s)
Com funciona la investigació
- Obre la simulació de col·lisió elàstica i prem Restableix.
- Comprova que les dues boles tenen massa igual i defineix la velocitat d'aproximació de cada prova de sota (la bola A va a la dreta, la B a l'esquerra a la mateixa velocitat).
- Prem Reprodueix, mira les sondes de quantitat de moviment de les dues boles i enregistra la lectura de la bola A just després que se separin.
Equació governant
Quantitat de moviment — p = m·v
La quantitat de moviment de cada bola abans de l'impacte, a partir de la massa i la velocitat d'aproximació definides per a cada prova. La quantitat de moviment total (bola A + bola B) es conserva a través de la col·lisió.
Energia cinètica — KE = ½·m·v²
L'energia de moviment de la bola A abans de l'impacte. En una col·lisió perfectament elàstica es conserva tota; la restitució de 0.98 de la simulació en manté només e², cosa que les respostes d'Ampliació haurien de tenir en compte.
El que el full imprimible demana treballar a l'alumne
- Mostra els teus càlculs de la quantitat de moviment de la bola A abans de la col·lisió (p = mv) per a una prova i compara-la amb la lectura de la sonda de la simulació.
- Compara la quantitat de moviment de la bola A abans i després de la col·lisió. Què et diu el canvi de signe sobre la seva direcció? Es conserva la quantitat de moviment total de la bola A + la bola B?
On apareix això més enllà del laboratori
- La simulació fa servir una restitució de 0.98, no un 1.0 perfecte. Com esperaries que diferís la quantitat de moviment de rebot de la teva predicció idealitzada, i per què?
- Si la bola B pesés el doble que la A, la bola A continuaria rebotant directament enrere? Raona-ho amb les fórmules generals de col·lisió elàstica.
- AP Physics 1 — Unit 4: Linear Momentum
- AP Physics C: Mechanics — Unit 4: Linear Momentum
- IB Physics — A.2 Forces and momentum
- General High School Physics — Momentum & collisions
- NGSS High School Physics — Conservation of momentum
- Middle School Physical Science — Newton's third law and collisions
- Middle School Physical Science — Kinetic energy
- Benvingut a les col·lisions elàstiques
- Prem Reprodueix
- Intercanvi de quantitat de moviment
- Selecciona una bola
- Obre les dades
- Ho has aconseguit!
Obre la simulació interactiva per construir l'escena, prem Reprodueix i explora amb mesures en directe i un tutorial guiat.
Obre el laboratori interactiu →
Descarrega el full de treball →
Conservació de la quantitat de moviment