Elastični sudari i očuvanje količine gibanja
1 · Predviđanje
Dvije iste loptice kotrljaju se jedna prema drugoj istom brzinom i sudaraju se elastično. Nakon sudara, kako se njihove brzine uspoređuju s prije?
- Svaka loptica odbija se ravno natrag istom brzinom kojom je došla
- Obje loptice se zaustave mrtve u točki sudara
- Obje loptice nastavljaju nepromijenjeno, kao da su prošle jedna kroz drugu
2 · Postava
- Otvori simulaciju elastičnog sudara i pritisni Resetiraj.
- Potvrdi da obje loptice imaju jednaku masu i postavi brzinu približavanja za svaki pokušaj dolje (Loptica A ide desno, Loptica B lijevo istom brzinom).
- Pritisni Pokreni, prati sonde količine gibanja na objema lopticama i zabilježi očitanje količine gibanja loptice A odmah nakon što se loptice rastave.
3 · Prikupljanje podataka
| Masa m (svaka loptica) (kg) | Brzina približavanja v (m/s) | Količina gibanja loptice A p = mv (kg·m/s) | Loptica A KE = ½mv² (J) | Količina gibanja loptice A nakon — idealno predviđanje (kg·m/s) | Ukupna količina gibanja nakon sudara (A + B) (kg·m/s) |
|---|---|---|---|---|---|
| 1.00 | 6.00 | ||||
| 1.50 | 8.00 | ||||
| 2.00 | 5.00 |
Nacrtaj brzinu približavanja v (x-os) naspram kinetičke energije loptice A prije sudara (y-os).
4 · Analiza
- Pokaži svoj izračun količine gibanja loptice A prije sudara (p = mv) za jedan pokušaj i usporedi s očitanjem sonde količine gibanja simulacije.
- Usporedi količinu gibanja loptice A prije i nakon sudara. Što ti promjena predznaka govori o njezinom smjeru? Je li ukupna količina gibanja loptice A + loptice B očuvana?
5 · Proširenje
- Simulacija koristi koeficijent odbijanja 0.98, a ne savršen 1.0. Kako očekuješ da se količina gibanja odboja razlikuje od tvog idealiziranog predviđanja i zašto?
- Kad bi loptica B bila dvostruko teža od loptice A, bi li se loptica A i dalje odbila ravno natrag? Koristi opće formule elastičnog sudara za rasuđivanje.
Fizika iza ovog pokusa
Količina gibanja
Količina gibanja svake loptice prije udara, iz mase i brzine približavanja koje postaviš za svaki pokušaj. Ukupna količina gibanja (Loptica A + Loptica B) očuvana je kroz sudar.
Kinetička energija
Energija gibanja loptice A prije udara. U savršeno elastičnom sudaru potpuno se očuvava; koeficijent odbijanja 0.98 žive simulacije zadržava samo e² nje, što tvoji odgovori u Proširenju trebaju uzeti u obzir.
Mehanika
- Gibanje projektila i kinetička energija
- Loptica na kosini: energija na kosini bez trenja
- Blok na kosini s trenjem: traženje praga trenja mirovanja
- Granična brzina: pad kroz otpor zraka
- Laboratorij sila: drugi Newtonov zakon
- Suprotstavljene sile: drugi Newtonov zakon i količina gibanja
- Odbijajuća loptica: gubitak energije pri udaru
- Neelastični sudar i očuvanje količine gibanja
- Newtonovo njihalo: prijenos količine gibanja i energije
- Jednostavno njihalo
- Masa na opruzi: jednostavno harmoničko gibanje
- Jednoliko kružno gibanje i centripetalna sila