Uelastisk stød & impulsbevarelse

1 · Forudsig

En bevægende kugle kører ind i en tungere, stationær kugle, og de bevæger sig videre sammen. Er impulsen bevaret, selvom kinetisk energi går tabt?

2 · Opsætning

  1. Åbn simulationen med uelastisk kollision, og tryk på Nulstil.
  2. Slå KE-målerne til på kugle A og kugle B.
  3. Indstil kugle A's startfart for hvert forsøg nedenfor, tryk på Afspil, og notér den fælles fart, begge kugler bevæger sig med lige efter stødet.

3 · Saml data

Kugle A's masse m₁ (kg)Kugle B's masse m₂ (kg)Kugle A's startfart v₁ (m/s)Startimpuls p = m₁v₁ (kg·m/s)Fælles fart efter stødet (m/s)
1.004.006.00
1.004.0010.00
1.004.0014.00

Afbild den fælles slutfart (y-aksen) mod startimpulsen p (x-aksen).

4 · Analysér

  1. Vis din udregning af startimpulsen p = m₁v₁ for ét forsøg, og sammenlign med simulationens aflæsning for samme forsøg.
  2. Brug den samlede masse (m₁ + m₂) og impulsbevarelse til at forudsige slutfarten, og sammenlign med din noterede værdi. Hvor tæt er overensstemmelsen?

5 · Udvid

  1. Beregn den kinetiske energi lige før stødet og lige efter (med den fælles slutfart og den samlede masse). Hvor blev den manglende kinetiske energi af?
  2. Dette stød er ikke perfekt uelastisk (restitution ≈ 0.05, ikke præcis 0). Ville du forvente, at den rigtige slutfart er en smule højere eller lavere end den ideelle forudsigelse? Forklar.

Fysikken bag dette eksperiment

Impuls

Den størrelse, der er bevaret i ethvert stød, heriblandt dette. Kugle B starter i hvile, så systemets samlede impuls før nedslaget er blot kugle A's impuls m₁v₁.

Kinetisk energi

I modsætning til impulsen er kinetisk energi ikke bevaret i et uelastisk stød — en sammenligning af den samlede KE før og efter stødet viser, hvor meget energi der gik tabt til deformation og varme.

← Tilbage til eksperimentet

Mekanik

138 gratis printbare fysik-labark