Mechanika
Netamprus susidūrimas
Stebėk, kaip kinetinė energija krenta, kai rutuliai vos pašoka.
Netamprus susidūrimas — interaktyvi Mechanika simuliacija. Stebėk, kaip kinetinė energija krenta, kai rutuliai vos pašoka. Nemokama naršyklės virtuali fizikos laboratorija su gyvais SI matavimais ir vedama instrukcija.
Netampriai susidūrimai
Netampraus susidūrimo metu kinetinė energija neišlieka. Objektai gali sulipti arba judėti lėčiau nei tampraus atvejo.
Judesio kiekis vis tiek išlieka, jei išorinės jėgos menkos, bet dalis kinetinės energijos tampa vidine energija (deformacija, šiluma). Žemas atšokimas daro susidūrimą matomai „limpantį“.
- Σp_before = Σp_after
- KE_after < KE_before
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
Judantis rutulys trenkiasi į sunkesnį stovintį rutulį ir jie juda toliau kartu. Ar judesio kiekis išlieka, nors kinetinė energija prarandama?
Svarstytini spėjimai
- Išlieka ir judesio kiekis, ir kinetinė energija
- Judesio kiekis išlieka, bet kinetinė energija — ne
- Nei judesio kiekis, nei kinetinė energija neišlieka
Kintamųjų vaidmenys
Ką tu nustatai:
- A rutulio masė m₁ (kg)
- B rutulio masė m₂ (kg)
- A rutulio pradinis greitis v₁ (m/s)
Ką tu matauji:
- Pradinis judesio kiekis p = m₁v₁ (kg·m/s)
- Bendrasis greitis po susidūrimo (m/s)
Kaip vyksta tyrimas
- Atidaryk netampraus susidūrimo simuliaciją ir spausk Atstatyti.
- Įjunk KE zondus ant A ir B rutulių.
- Nustatyk A rutulio pradinį greitį kiekvienam bandymui žemiau, spausk Leisti ir užsirašyk bendrąjį greitį, kuriuo abu rutuliai juda vos susidūrę.
Valdančioji lygtis
Judesio kiekis — p = m·v
Dydis, išliekantis kiekviename susidūrime, įskaitant šį. B rutulys pradeda rimtyje, tad sistemos bendrasis judesio kiekis prieš smūgį yra tik A rutulio judesio kiekis m₁v₁.
Kinetinė energija — KE = ½·m·v²
Skirtingai nei judesio kiekis, kinetinė energija netampriame susidūrime neišlieka — bendrosios KE prieš ir po susidūrimo palyginimas rodo, kiek energijos prarasta deformacijai ir šilumai.
Ką spausdinamasis darbo lapas prašo mokinių apskaičiuoti
- Parodyk savo darbą skaičiuodamas pradinį judesio kiekį p = m₁v₁ vienam bandymui ir palygink su simuliacijos rodmeniu tame pačiame bandyme.
- Naudodamas bendrąją masę (m₁ + m₂) ir judesio kiekio tvermę prognozuok galutinį greitį ir palygink su užsirašytąja reikšme. Koks artumas sutapimo?
Kur tai pasirodo už laboratorijos ribų
- Apskaičiuok kinetinę energiją tiesiog prieš susidūrimą ir tiesiog po (naudodamas bendrąjį galutinį greitį ir bendrąją masę). Kur dingo trūkstamoji kinetinė energija?
- Šis susidūrimas nėra tobūtai netamprus (atšokimas ≈ 0,05, o ne lygiai 0). Ar tikėtumeisi, kad realusis galutinis greitis bus truputį didesnis ar mažesnis už idealią prognozę? Paaiškink.
- AP Physics 1 — Unit 3: Work, Energy, and Power
- AP Physics C: Mechanics — Unit 3: Work, Energy, and Power
- IB Physics — A.3 Work, energy and power
- General High School Physics — Work, energy & power
- NGSS High School Physics — Energy accounting in systems
- Middle School Physical Science — Newton's third law and collisions
- Middle School Physical Science — Kinetic energy
- Sveiki atvykę prie netampriojo susidūrimo
- Spausk Leisti
- Pasirink rutulį
- Energija prarasta
- Atidaryk duomenis
- Tau pavyko!
Atidaryk interaktyvią simuliaciją, sukurk sceną, spausk Leisti ir tyrinėk su gyvais matavimais bei vedama instrukcija.
Atidaryk interaktyvią laboratoriją →