Kimmoamaton törmäys ja liikemäärän säilyminen

1 · Ennusta

Liikkuva pallo törmää raskaampaan paikallaan olevaan palloon ja ne liikkuvat eteenpäin yhdessä. Säilyykö liikemäärä, vaikka liike-energiaa menetetään?

2 · Kokoa

  1. Avaa kimmoamattoman törmäyksen simulaatio ja paina Nollaa.
  2. Ota käyttöön KE-anturit palloilla A ja B.
  3. Aseta pallo A:n alkunopeus jokaiselle alla olevalle suoritukselle, paina Toista ja kirjaa yhteinen nopeus, jolla molemmat pallot liikkuvat heti törmäyksen jälkeen.

3 · Kerää data

Pallo A:n massa m₁ (kg)Pallo B:n massa m₂ (kg)Pallo A:n alkunopeus v₁ (m/s)Alkuliikemäärä p = m₁v₁ (kg·m/s)Yhdistetty nopeus törmäyksen jälkeen (m/s)
1.004.006.00
1.004.0010.00
1.004.0014.00

Kuvaa yhdistetty lopullinen nopeus (y-akseli) alkuliikemäärää p vasten (x-akseli).

4 · Analysoi

  1. Näytä laskusi laskemalla alkuliikemäärä p = m₁v₁ yhdelle suoritukselle ja vertaa sitä simulaation lukemaan samassa suorituksessa.
  2. Käyttäen kokonaismassaa (m₁ + m₂) ja liikemäärän säilymistä ennusta lopullinen nopeus ja vertaa sitä kirjaamaasi arvoon. Kuinka lähelle osuma on?

5 · Laajenna

  1. Laske liike-energia juuri ennen törmäystä ja juuri sen jälkeen (käyttäen yhdistettyä lopullista nopeutta ja kokonaismassaa). Minne puuttuva liike-energia meni?
  2. Tämä törmäys ei ole täysin kimmoamaton (kimmoisuus ≈ 0.05, ei tasan 0). Odotatko todellisen lopullisen nopeuden olevan hieman korkeampi vai matalampi kuin ideaalinen ennuste? Selitä.

Tämän kokeen fysiikka

Liikemäärä

Suure, joka säilyy jokaisessa törmäyksessä, myös tässä. Pallo B alkaa levosta, joten järjestelmän kokonaisliikemäärä ennen törmäystä on vain pallo A:n liikemäärä m₁v₁.

Liike-energia

Toisin kuin liikemäärä, liike-energia ei säily kimmoamattomassa törmäyksessä – kokonais-KE:n vertailu ennen ja jälkeen törmäyksen osoittaa, kuinka paljon energiaa meni muodonmuutokseen ja lämpöön.

← Takaisin kokeeseen

Mekaniikka

138 ilmaista tulostettavaa fysiikan työarkkia