बेलोचदार टकराव और गति संरक्षण
1 · भविष्यवाणी
एक चलती हुई गेंद एक भारी स्थिर गेंद से टकराती है और वे एक साथ आगे बढ़ते हैं। क्या गतिज ऊर्जा नष्ट होने पर भी संवेग संरक्षित रहता है?
- संवेग और गतिज ऊर्जा दोनों संरक्षित रहते हैं
- संवेग संरक्षित है, लेकिन गतिज ऊर्जा नहीं
- न तो संवेग और न ही गतिज ऊर्जा संरक्षित है
2 · सेट अप
- इनलेस्टिक टकराव सिमुलेशन खोलें और रीसेट दबाएँ।
- गेंद ए और गेंद बी पर केई जाँच सक्षम करें।
- नीचे प्रत्येक परीक्षण के लिए गेंद ए की प्रारंभिक गति निर्धारित करें, प्ले दबाएं, और साझा गति को रिकॉर्ड करें, दोनों गेंदें टकराने के बाद दाईं ओर चलती हैं।
3 · डेटा एकत्रित करें
| गेंद का द्रव्यमान A m₁ (kg) | गेंद B का द्रव्यमान m₂ (kg) | गेंद A की प्रारंभिक गति v₁ (m/s) | प्रारंभिक संवेग p = m₁v₁ (kg·m/s) | टक्कर के बाद संयुक्त गति (m/s) |
|---|---|---|---|---|
| 1.00 | 4.00 | 6.00 | ||
| 1.00 | 4.00 | 10.00 | ||
| 1.00 | 4.00 | 14.00 |
प्रारंभिक गति p (x-अक्ष) के विरुद्ध संयुक्त अंतिम गति (y-अक्ष) को प्लॉट करें।
4 · विश्लेषण करें
- एक परीक्षण के लिए प्रारंभिक गति p = m₁v₁ की गणना करते हुए अपना काम दिखाएं और उसी परीक्षण में सिमुलेशन के रीडआउट से इसकी तुलना करें।
- कुल द्रव्यमान (m₁ + m₂) और संवेग संरक्षण का उपयोग करके, अंतिम गति की भविष्यवाणी करें और इसकी तुलना अपने रिकॉर्ड किए गए मान से करें। कितना करीबी है मुकाबला?
5 · विस्तार
- टक्कर से ठीक पहले और ठीक बाद (संयुक्त अंतिम गति और कुल द्रव्यमान का उपयोग करके) गतिज ऊर्जा की गणना करें। लुप्त गतिज ऊर्जा कहाँ गई?
- यह टकराव पूरी तरह से बेलोचदार नहीं है (पुनर्स्थापन ≈ 0.05, बिल्कुल 0 नहीं)। क्या आप उम्मीद करेंगे कि वास्तविक अंतिम गति आदर्श भविष्यवाणी से थोड़ी अधिक या कम होगी? व्याख्या करना।
इस प्रयोग के पीछे का भौतिकी
गति
प्रत्येक टकराव में संरक्षित मात्रा, जिसमें यह भी शामिल है। गेंद बी आराम से शुरू होती है, इसलिए प्रभाव से पहले सिस्टम की कुल गति गेंद ए की गति m₁v₁. है
गतिज ऊर्जा
गति के विपरीत, गतिज ऊर्जा एक बेलोचदार टक्कर में संरक्षित नहीं होती है - टक्कर से पहले और बाद में कुल केई की तुलना करने से पता चलता है कि विरूपण और गर्मी के कारण कितनी ऊर्जा खो गई थी।