Col·lisió inelàstica i conservació de la quantitat de moviment
1 · Prediu
Una bola en moviment xoca contra una bola més pesant en repòs i marxen juntes. Es conserva la quantitat de moviment tot i perdre's energia cinètica?
- Es conserven la quantitat de moviment i l'energia cinètica
- Es conserva la quantitat de moviment, però no l'energia cinètica
- No es conserva ni la quantitat de moviment ni l'energia cinètica
2 · Configura
- Obre la simulació de col·lisió inelàstica i prem Restableix.
- Activa les sondes de KE a les boles A i B.
- Defineix la velocitat inicial de la bola A per a cada prova de sota, prem Reprodueix i enregistna la velocitat compartida just després de xocar.
3 · Recull dades
| Massa de la bola A m₁ (kg) | Massa de la bola B m₂ (kg) | Velocitat inicial de la bola A v₁ (m/s) | Quantitat de moviment inicial p = m₁v₁ (kg·m/s) | Velocitat combinada després de la col·lisió (m/s) |
|---|---|---|---|---|
| 1.00 | 4.00 | 6.00 | ||
| 1.00 | 4.00 | 10.00 | ||
| 1.00 | 4.00 | 14.00 |
Representa la velocitat final combinada (eix y) contra la quantitat de moviment inicial p (eix x).
4 · Analitza
- Mostra els teus càlculs de la quantitat de moviment inicial p = m₁v₁ per a una prova i compara'ls amb la lectura de la simulació de la mateixa prova.
- Amb la massa total (m₁ + m₂) i la conservació de la quantitat de moviment, prediu la velocitat final i compara-la amb el valor enregistrat. De propera és la coincidència?
5 · Amplia
- Calcula l'energia cinètica just abans de la col·lisió i just després (amb la velocitat final combinada i la massa total). On ha anat l'energia cinètica que falta?
- Aquesta col·lisió no és perfectament inelàstica (restitució ≈ 0.05, no exactament 0). Esperaries que la velocitat final real fos una mica més alta o més baixa que la predicció ideal? Explica-ho.
La física al darrere d'aquest experiment
Quantitat de moviment
La magnitud conservada en tota col·lisió, inclosa aquesta. La bola B comença en repòs, de manera que la quantitat de moviment total del sistema abans de l'impacte és només la de la bola A, m₁v₁.
Energia cinètica
A diferència de la quantitat de moviment, l'energia cinètica no es conserva en una col·lisió inelàstica: comparar la KE total abans i després de la col·lisió mostra quanta energia s'ha perdut en deformació i calor.
Mecànica
- Tir parabòlic i energia cinètica
- Bola en una rampa: energia en un pla inclinat sense fricció
- Bloc en una rampa amb fricció: trobar el llindar de fricció estàtica
- Velocitat límit: caure amb arrossegament
- Laboratori de forces: segona llei de Newton
- Forces oposades: segona llei de Newton i quantitat de moviment
- Bola que rebota: pèrdua d'energia a l'impacte
- Col·lisions elàstiques i conservació de la quantitat de moviment
- Pèndol de Newton: transferència de quantitat de moviment i energia
- Pèndol simple
- Massa en un moll: moviment harmònic simple
- Moviment circular uniforme i força centripeta
138 fulls de treball de laboratori de física gratuïts i imprimibles