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 संवेग p (x-अक्ष) के विरुद्ध संयुक्त अंतिम चाल (y-अक्ष) आलेखित 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
संवेग
प्रत्येक टकराव में संरक्षित राशि, इस टकराव भी। गेंद B विरामावस्था से शुरू होती है, इसलिए टक्कर से पहले निकाय का कुल संवेग केवल गेंद A का संवेग m₁v₁ है।
गतिज ऊर्जा
संवेग के विपरीत, गतिज ऊर्जा एक अप्रत्यास्थ टक्कर में संरक्षित नहीं होती — टक्कर से पहले और बाद की कुल KE की तुलना बताती है कि विरूपण और ऊष्मा में कितनी ऊर्जा गई।
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
- लोचदार 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