लोचदार टकराव और गति संरक्षण
1 · भविष्यवाणी
दो समान गेंदें समान चाल से एक-दूसरे की ओर लोटती हैं और लोचदार ढंग से टकराती हैं। टक्कर के बाद उनके वेग पहले की तुलना में कैसे होते हैं?
- प्रत्येक गेंद उसी गति से सीधी वापस उछलती है जिस गति से वह आई थी
- टक्कर के बिंदु पर दोनों गेंदें रुक जाती हैं
- दोनों गेंदें अपरिवर्तित चलती रहती हैं, मानो वे एक-दूसरे से होकर गुजरी हों
2 · सेट अप
- elastic-collision सिमुलेशन खोलें और रीसेट दबाएँ।
- पुष्टि करें कि दोनों गेंदों का द्रव्यमान समान है और नीचे प्रत्येक परीक्षण के लिए दृष्टिकोण गति निर्धारित करें (गेंद ए दाईं ओर चलती है, गेंद बी उसी गति से बाईं ओर चलती है)।
- प्ले दबाएँ, दोनों गेंदों पर संवेग जाँच देखें, और गेंदों के अलग होने के ठीक बाद गेंद ए की संवेग रीडिंग को रिकॉर्ड करें।
3 · डेटा एकत्रित करें
| द्रव्यमान m (प्रत्येक गेंद) (kg) | समीपन गति v (m/s) | गेंद A का संवेग p = mv (kg·m/s) | गेंद A की KE = ½mv² (J) | टक्कर के बाद गेंद A का संवेग — आदर्श पूर्वानुमान (kg·m/s) | टक्कर के बाद कुल संवेग (A + B) (kg·m/s) |
|---|---|---|---|---|---|
| 1.00 | 6.00 | ||||
| 1.50 | 8.00 | ||||
| 2.00 | 5.00 |
टक्कर से पहले गेंद ए की गतिज ऊर्जा (y-अक्ष) के विरुद्ध दृष्टिकोण गति v (x-अक्ष) प्लॉट करें।
4 · विश्लेषण करें
- एक परीक्षण के लिए, टक्कर से पहले गेंद A के संवेग (p = mv) की गणना करने का अपना कार्य दिखाएँ और इसकी तुलना सिमुलेशन के संवेग जाँच रीडिंग से करें।
- टक्कर से पहले और बाद में गेंद A के संवेग की तुलना करें। चिह्न बदलना उसकी दिशा के बारे में क्या बताता है? क्या गेंद A + गेंद B का कुल संवेग संरक्षित रहता है?
5 · विस्तार
- सिमुलेशन 0.98 की पुनर्स्थापना का उपयोग करता है, न कि पूर्ण 1.0 का। आप कैसे उम्मीद करेंगे कि रिबाउंड गति आपकी आदर्श भविष्यवाणी से भिन्न होगी, और क्यों?
- यदि गेंद बी, गेंद ए से दोगुनी भारी होती, तो क्या गेंद ए फिर भी सीधे उछलती? इसके बारे में तर्क करने के लिए सामान्य elastic-collision फ़ार्मुलों का उपयोग करें।
इस प्रयोग के पीछे का भौतिकी
संवेग
प्रभाव से पहले प्रत्येक गेंद का संवेग, प्रत्येक परीक्षण के लिए आपके द्वारा निर्धारित द्रव्यमान और समीपन चाल से। टक्कर के दौरान कुल संवेग (गेंद A + गेंद B) संरक्षित रहता है।
गतिज ऊर्जा
प्रभाव से पहले गेंद ए की गति की ऊर्जा। पूर्णतया लोचदार टक्कर में यह पूर्णतः संरक्षित रहता है; लाइव सिम का 0.98 पुनर्भरण केवल e² ही रखता है, जिसे आपके विस्तृत उत्तरों में शामिल किया जाना चाहिए।
यांत्रिकी
- प्रक्षेप्य गति और गतिज ऊर्जा
- रैंप पर गेंद: घर्षण रहित झुकाव पर ऊर्जा
- घर्षण रैंप पर गुटका: स्थैतिक-घर्षण सीमा ज्ञात करना
- टर्मिनल वेलोसिटी: ड्रैग के माध्यम से गिरना
- फोर्स लैब: न्यूटन का दूसरा नियम
- विपरीत बल: न्यूटन का दूसरा नियम और गति
- उछलती गेंद: प्रभाव पर ऊर्जा की हानि
- बेलोचदार टकराव और गति संरक्षण
- न्यूटन का पालना: गति और ऊर्जा स्थानांतरण
- सरल पेंडुलम
- स्प्रिंग पर द्रव्यमान: सरल हार्मोनिक गति
- एकसमान वृत्ताकार गति एवं केन्द्राभिमुख बल