Ελαστικές κρούσεις και διατήρηση ορμής

1 · Πρόβλεψε

Δύο ίδιες μπάλες κυλούν η μία προς την άλλη με την ίδια ταχύτητα και συγκρούονται ελαστικά. Μετά την κρούση, πώς συγκρίνονται οι ταχύτητές τους με πριν;

2 · Διάταξη

  1. Άνοιξε την προσομοίωση ελαστικής κρούσης και πάτησε Επαναφορά.
  2. Επιβεβαίωσε ότι και οι δύο μπάλες έχουν ίση μάζα και ρύθμισε την ταχύτητα προσέγγισης για κάθε δοκιμή παρακάτω (Η μπάλα A κινείται δεξιά, η μπάλα B αριστερά με την ίδια ταχύτητα).
  3. Πάτησε Αναπαραγωγή, δες τους αισθητήρες ορμής και στις δύο μπάλες, και κατέγραψε την ένδειξη ορμής της μπάλας A αμέσως μετά τον χωρισμό των μπαλών.

3 · Συλλογή Δεδομένων

Μάζα m (κάθε μπάλα) (kg)Ταχύτητα προσέγγισης v (m/s)Ορμή μπάλας A p = mv (kg·m/s)KE μπάλας A = ½mv² (J)Ορμή μπάλας A μετά — ιδανική πρόβλεψη (kg·m/s)Συνολική ορμή μετά την κρούση (A + B) (kg·m/s)
1.006.00
1.508.00
2.005.00

Χάραξε την ταχύτητα προσέγγισης v (άξονας x) έναντι της κινητικής ενέργειας της μπάλας A πριν την κρούση (άξονας y).

4 · Ανάλυση

  1. Δείξε τη διαδικασία σου υπολογίζοντας την ορμή της μπάλας A πριν την κρούση (p = mv) για μία δοκιμή και σύγκρινέ την με την ένδειξη αισθητήρα ορμής της προσομοίωσης.
  2. Σύγκρινε την ορμή της μπάλας A πριν και μετά την κρούση. Τι σου λέει η αλλαγή προσήμου για τη διεύθυνσή της; Διατηρείται η συνολική ορμή της μπάλας A + μπάλας B;

5 · Επέκταση

  1. Η προσομοίωση χρησιμοποιεί συντελεστή αναπήδησης 0.98, όχι τέλειο 1.0. Πώς θα περίμενες να διαφέρει η ορμή αναπήδησης από την ιδανικοποιημένη πρόβλεψή σου, και γιατί;
  2. Αν η μπάλα B ήταν διπλάσια βαριά από την μπάλα A, θα αναπηδούσε ακόμη η μπάλα A ευθεία πίσω; Χρησιμοποίησε τους γενικούς τύπους ελαστικής κρούσης για να το συλλογιστείς.

Η Φυσική Πίσω από Αυτό το Πείραμα

Ορμή

Η ορμή κάθε μπάλας πριν την πρόσκρουση, από τη μάζα και την ταχύτητα προσέγγισης που ρύθμισες για κάθε δοκιμή. Η συνολική ορμή (μπάλα A + μπάλα B) διατηρείται μέσα από την κρούση.

Κινητική ενέργεια

Η ενέργεια κίνησης της μπάλας A πριν την πρόσκρουση. Σε απόλυτα ελαστική κρούση αυτή διατηρείται πλήρως· ο ζωντανός συντελεστής αναπήδησης 0.98 της προσομοίωσης κρατά μόνο e² αυτής, που οι απαντήσεις σου στο Εμβάθυνε πρέπει να λογαριάσουν.

← Πίσω στο πείραμα

Μηχανική

138 δωρεάν εκτυπώσιμα φύλλα εργασίας φυσικής