Ανελαστική κρούση και διατήρηση ορμής

1 · Πρόβλεψε

Μια κινούμενη μπάλα συγκρούεται με βαρύτερη ακίνητη μπάλα και κινούνται μαζί. Διατηρείται η ορμή παρότι χάνεται κινητική ενέργεια;

2 · Διάταξη

  1. Άνοιξε την προσομοίωση ανελαστικής κρούσης και πάτησε Επαναφορά.
  2. Ενεργοποίησε τους αισθητήρες KE στη μπάλα A και τη μπάλα B.
  3. Ρύθμισε την αρχική ταχύτητα της μπάλας A για κάθε δοκιμή παρακάτω, πάτησε Αναπαραγωγή, και κατέγραψε την κοινή ταχύτητα με την οποία κινούνται και οι δύο μπάλες αμέσως μετά τη σύγκρουση.

3 · Συλλογή Δεδομένων

Μάζα μπάλας A m₁ (kg)Μάζα μπάλας B m₂ (kg)Αρχική ταχύτητα μπάλας A v₁ (m/s)Αρχική ορμή p = m₁v₁ (kg·m/s)Συνδυασμένη ταχύτητα μετά την κρούση (m/s)
1.004.006.00
1.004.0010.00
1.004.0014.00

Χάραξε τη συνδυασμένη τελική ταχύτητα (άξονας y) έναντι της αρχικής ορμής p (άξονας x).

4 · Ανάλυση

  1. Δείξε τη διαδικασία σου υπολογίζοντας την αρχική ορμή p = m₁v₁ για μία δοκιμή και σύγκρινέ την με την ένδειξη της προσομοίωσης στην ίδια δοκιμή.
  2. Χρησιμοποιώντας τη συνολική μάζα (m₁ + m₂) και τη διατήρηση ορμής, πρόβλεψε την τελική ταχύτητα και σύγκρινέ την με την καταγεγραμμένη τιμή σου. Πόσο κοντά είναι η αντιστοιχία;

5 · Επέκταση

  1. Υπολόγισε την κινητική ενέργεια λίγο πριν την κρούση και λίγο μετά (χρησιμοποιώντας τη συνδυασμένη τελική ταχύτητα και τη συνολική μάζα). Πού πήγε η χαμένη κινητική ενέργεια;
  2. Αυτή η κρούση δεν είναι απόλυτα ανελαστική (συντελεστής αναπήδησης ≈ 0.05, όχι ακριβώς 0). Θα περίμενες την πραγματική τελική ταχύτητα ελαφρώς υψηλότερη ή χαμηλότερη από την ιδανική πρόβλεψη; Εξήγησε.

Η Φυσική Πίσω από Αυτό το Πείραμα

Ορμή

Το μέγεθος που διατηρείται σε κάθε κρούση, συμπεριλαμβανομένης αυτής. Η μπάλα B ξεκινά σε ηρεμία, ώστε η συνολική ορμή του συστήματος πριν την πρόσκρουση είναι απλώς η ορμή της μπάλας A m₁v₁.

Κινητική ενέργεια

Σε αντίθεση με την ορμή, η κινητική ενέργεια δεν διατηρείται σε ανελαστική κρούση — η σύγκριση της συνολικής KE πριν και μετά την κρούση δείχνει πόση ενέργεια χάθηκε σε παραμόρφωση και θερμότητα.

← Πίσω στο πείραμα

Μηχανική

138 δωρεάν εκτυπώσιμα φύλλα εργασίας φυσικής