Mechanika
Tamprus susidūrimas
Stebėk, kaip bendrasis judesio kiekis išlieka toks pat, kai rutuliai atšoka.
Tamprus susidūrimas — interaktyvi Mechanika simuliacija. Stebėk, kaip bendrasis judesio kiekis išlieka toks pat, kai rutuliai atšoka. Nemokama naršyklės virtuali fizikos laboratorija su gyvais SI matavimais ir vedama instrukcija.
Judesio kiekio tvermė
Susidūrime be išorinių jėgų bendrasis judesio kiekis išlieka. Tampraus susidūrimo metu išlieka ir kinetinė energija.
Kai du rutuliai susiduria be trinties paviršiuje, jų atskiri judesio kiekiai keičiasi, bet sistemos bendrasis judesio kiekis lieka toks pat. Beveik tampriame susidūrime jie atšoka su beveik nepakitusia kinetine energija — greiti rutuliai įeina, greiti išeina.
- p = mv → Σp_before = Σp_after
- KE = ½mv² (išlieka tampraus susidūrimo metu)
Tyrimo santrauka
Suplanuok klausimą dar prieš atidarydamas laboratoriją
Santrauka atspindi iš anksto sugeneruotą puslapį: pagrindinis klausimas, konkuruojantys spėjimai, kintamųjų vaidmenys, valdantys dėsniai, sąranka, analizė ir pratęsimo raginimai išlieka matomi ir būtent šia tvarka.
Pagrindinis klausimas
Du vienodi rutuliai rieda vienas prie kito tuo pačiu greičiu ir susiduria tamprai. Po susidūrimo, kaip jų greičiai lyginasi su buvusiais?
Svarstytini spėjimai
- Kiekvienas rutulys atšoka tiesiai atgal tuo pačiu greičiu, kuriuo atvyko
- Abu rutuliai stoja vietoje susidūrimo taške
- Abu rutuliai tęsia nepakitę, tarsi būtų pralėkę vienas pro kitą
Kintamųjų vaidmenys
Ką tu nustatai:
- Masė m (kiekvienam rutuliui) (kg)
- Artėjimo greitis v (m/s)
Ką tu matauji:
- A rutulio judesio kiekis p = mv (kg·m/s)
- A rutulio KE = ½mv² (J)
- A rutulio judesio kiekis po — idealioji prognozė (kg·m/s)
- Bendrasis judesio kiekis po susidūrimo (A + B) (kg·m/s)
Kaip vyksta tyrimas
- Atidaryk tampraus susidūrimo simuliaciją ir spausk Atstatyti.
- Įsitikink, kad abu rutuliai turi vienodą masę, ir nustatyk artėjimo greitį kiekvienam bandymui žemiau (A rutulys juda dešinėn, B rutulys kairėn tuo pačiu greičiu).
- Spausk Leisti, žiūrėk judesio kiekio zondus ant abiejų rutulių ir užsirašyk A rutulio judesio kiekio rodmenį vos rutuliams atsiskyrus.
Valdančioji lygtis
Judesio kiekis — p = m·v
Kiekvieno rutulio judesio kiekis prieš smūgį, iš masės ir artėjimo greičio, kuriuos nustatei kiekvienam bandymui. Bendrasis judesio kiekis (A + B rutuliai) išlieka per susidūrimą.
Kinetinė energija — KE = ½·m·v²
A rutulio judesio energija prieš smūgį. Toburai tampriame susidūrime ji išlieka visa; gyvos simuliacijos 0,98 atšokimas palieka tik e² jos — ką tavo Išplėtimo atsakymai turėtų įskaiti.
Ką spausdinamasis darbo lapas prašo mokinių apskaičiuoti
- Parodyk savo darbą skaičiuodamas A rutulio judesio kiekį prieš susidūrimą (p = mv) vienam bandymui ir palygink jį su simuliacijos judesio kiekio zondo rodmeniu.
- Palygink A rutulio judesio kiekį prieš ir po susidūrimo. Ką ženklo pasikeitimas sako apie jo kryptį? Ar bendrasis A + B rutulių judesio kiekis išlieka?
Kur tai pasirodo už laboratorijos ribų
- Simuliacija naudoja 0,98 atšokimą, o ne tobulą 1,0. Kaip tikėtumeisi, kad atšokimo judesio kiekis skirtųsi nuo tavo idealios prognozės, ir kodėl?
- Jei B rutulys būtų dvigubai sunkesnis už A, ar A vis dar atšoktų tiesiai atgal? Pagalvok naudodamas bendrąsias tampraus susidūrimo formules.
- AP Physics 1 — Unit 4: Linear Momentum
- AP Physics C: Mechanics — Unit 4: Linear Momentum
- IB Physics — A.2 Forces and momentum
- General High School Physics — Momentum & collisions
- NGSS High School Physics — Conservation of momentum
- Middle School Physical Science — Newton's third law and collisions
- Middle School Physical Science — Kinetic energy
- Sveiki atvykę į tamprų susidūrimą
- Spausk Leisti
- Judesio kiekio apsikeitimas
- Pasirink rutulį
- Atidaryk duomenis
- Tau pavyko!
Atidaryk interaktyvią simuliaciją, sukurk sceną, spausk Leisti ir tyrinėk su gyvais matavimais bei vedama instrukcija.
Atidaryk interaktyvią laboratoriją →