Rugalmatlan ütközés és impulzusmegmaradás

1 · Jóslás

Egy mozgó labda nekiütközik egy nehezebb, álló labdának, és együtt mozdulnak el. Megmarad-e az impulzus, noha mozgási energia vész el?

2 · Előkészítés

  1. Nyisd meg a rugalmatlan ütközés szimulációt, és nyomd meg a Visszaállítást.
  2. Engedélyezd a KE-mérőket az A és a B labdán.
  3. Állítsd be az A labda kezdősebességét minden alábbi mérésnél, nyomd meg az Indítást, és rögzítsd a közös sebességet, amellyel mindkét labda közvetlenül az ütközés után mozog.

3 · Adatgyűjtés

Az A labda tömege m₁ (kg)A B labda tömege m₂ (kg)Az A labda kezdősebessége v₁ (m/s)Kezdeti impulzus p = m₁v₁ (kg·m/s)Közös sebesség ütközés után (m/s)
1.004.006.00
1.004.0010.00
1.004.0014.00

Ábrázold a közös végsebességet (y-tengely) a p kezdeti impulzussal (x-tengely) szemben.

4 · Elemzés

  1. Mutasd meg a kezdeti impulzus p = m₁v₁ számítását egyik mérésnél, és hasonlítsd a szimuláció kijelzőjéhez ugyanannál a mérésnél.
  2. A (m₁ + m₂) teljes tömeg és az impulzusmegmaradás használatával jósld meg a végsebességet, és hasonlítsd a rögzített értékedhez. Mennyire szoros az egyezés?

5 · Kiterjesztés

  1. Számítsd ki a mozgási energiát közvetlenül az ütközés előtt és után (a közös végsebességgel és a teljes tömeggel). Hová tűnt a hiányzó mozgási energia?
  2. Ez az ütközés nem tökéletesen rugalmatlan (visszaütés ≈ 0.05, nem pontosan 0). A valódi végsebesség kicsit magasabb vagy alacsonyabb lesz, mint az ideális jóslat? Magyarázd el.

A fizika a kísérlet mögött

Impulzus

A minden ütközésben megmaradó mennyiség, ebben is. A B labda nyugalomból indul, tehát a rendszer teljes impulzusa ütés előtt csak az A labda m₁v₁ impulzusa.

Mozgási energia

Az impulzussal ellentétben a mozgási energia nem marad meg rugalmatlan ütközésben — a teljes KE ütközés előtti és utáni összevetése megmutatja, mennyi energia veszett el deformációra és hőre.

← Vissza a kísérlethez

Mechanika

138 ingyenes nyomtatható fizikai munkalap