Pružné srážky a zachování hybnosti

1 · Predikuj

Dva stejné míčky se kutálí proti sobě stejnou rychlostí a srazí se pružně. Jak se po srážce jejich rychlosti srovnávají s těmi před ní?

2 · Sestavení

  1. Otevři simulaci pružné srážky a stiskni Resetovat.
  2. Ověř, že oba míčky mají stejnou hmotnost, a nastav rychlost přiblížení pro každý pokus níže (míček A jde vpravo, míček B vlevo stejnou rychlostí).
  3. Stiskni Spustit, sleduj sondy hybnosti na obou míčcích a zapiš odečet hybnosti míčku A hned po oddělení míčků.

3 · Sbírej data

Hmotnost m (každý míček) (kg)Rychlost nájezdu v (m/s)Hybnost míčku A p = mv (kg·m/s)KE míčku A = ½mv² (J)Hybnost míčku A po — ideální predikce (kg·m/s)Celková hybnost po srážce (A + B) (kg·m/s)
1.006.00
1.508.00
2.005.00

Vynes rychlost přiblížení v (osa x) proti kinetické energii míčku A před srážkou (osa y).

4 · Analyzuj

  1. Ukaž svůj postup výpočtu hybnosti míčku A před srážkou (p = mv) pro jeden pokus a porovnej s odečtem sondy hybnosti simulace.
  2. Porovnej hybnost míčku A před a po srážce. Co ti změna znaménka říká o jeho směru? Zachovává se celková hybnost míčku A + míčku B?

5 · Rozšiř

  1. Simulace používá odrazivost 0.98, ne dokonalou 1.0. Jak očekáváš, že se hybnost odrazu liší od ideální predikce, a proč?
  2. Kdyby byl míček B dvakrát těžší než míček A, odrazil by se míček A stále přímo zpátky? Použij obecné vzorce pružné srážky k zamyšlení.

Fyzika za tímto experimentem

Hybnost

Hybnost každého míčku před dopadem, z hmotnosti a rychlosti přiblížení, které jsi nastavil pro každý pokus. Celková hybnost (míček A + míček B) se srážkou zachovává.

Kinetická energie

Energie pohybu míčku A před dopadem. V dokonale pružné srážce se zachovává úplně; odrazivost 0.98 živé simulace drží jen e² z ní, což by tvé odpovědi v části Rozšiř měly zohlednit.

← Zpět na experiment

Mechanika

138 bezplatných tisknutelných pracovních listů z fyziky