Mehānika
Elastīga sadursme
Vēro, kā kopējais kustības daudzums paliek tas pats, kad bumbas atlec viena no otras.
Elastīga sadursme — interaktīva Mehānika simulācija. Vēro, kā kopējais kustības daudzums paliek tas pats, kad bumbas atlec viena no otras. Bezmaksas virtuālā fizikas laboratorija pārlūkā ar dzīviem SI mērījumiem un vadītu pamācību.
Kustības daudzuma saglabāšanās
Sadursmē bez ārējiem spēkiem kopējais kustības daudzums saglabājas. Elastīgā sadursmē saglabājas arī kinētiskā enerģija.
Kad divas bumbas saduras uz berzes brīvas virsmas, to individuālie kustības daudzumi mainās, bet sistēmas kopējais kustības daudzums paliek tas pats. Gandrīz elastīgā sadursmē tās atlec vaļā ar kinētisko enerģiju gandrīz nemainīgu — ātras bumbas iekšā, ātras bumbas ārā.
- p = mv → Σp_before = Σp_after
- KE = ½mv² (saglabājas elastīgās sadursmēs)
Izpētes kopsavilkums
Izplāno jautājumu, pirms atver laboratoriju
Īss apraksts atspoguļo iepriekšrenderēto lapu: virzošais jautājums, konkurējošās prognozes, mainīgo lielumu lomas, noteicošie likumi, iestatījums, analīze un paplašinājuma jautājumi paliek redzami un šajā secībā.
Virzošais jautājums
Divas identiskas bumbas ripo viena pret otru ar vienādu ātrumu un saduras elastīgi. Kā pēc sadursmes to ātrumi salīdzinās ar tiem pirms?
Prognozes, ko svērt
- Katra bumba atlec tieši atpakaļ ar to pašu ātrumu, ar kādu ieradās
- Abas bumbas apstājas uz vietas sadursmes punktā
- Abas bumbas turpina ne mainītas, it kā būtu izgājušas viena caur otru
Lielumu lomas
Ko tu iestati:
- Masa m (katrai bumbai) (kg)
- Tuvēšanās ātrums v (m/s)
Ko tu mēri:
- Bumbas A kustības daudzums p = mv (kg·m/s)
- Bumbas A KE = ½mv² (J)
- Bumbas A kustības daudzums pēc — ideālā prognoze (kg·m/s)
- Kopējais kustības daudzums pēc sadursmes (A + B) (kg·m/s)
Kā izpēte norit
- Atver elastīgās sadursmes simulāciju un nospied Atiestatīt.
- Pārliecinies, ka abām bumbām ir vienāda masa, un iestati tuvošanās ātrumu katram mēģinājumam zemāk (Bumba A kustas pa labi, Bumba B pa kreisi ar to pašu ātrumu).
- Nospied „Atskaņot”, vēro kustības daudzuma zondes uz abām bumbām un ieraksti Bumbas A kustības daudzuma rādījumu tieši pēc bumbu atdalīšanās.
Noteicošais vienādojums
Kustības daudzums — p = m·v
Katrā bumbā kustības daudzums pirms trieciena, no masas un tuvošanās ātruma, ko tu iestatīji katram mēģinājumam. Kopējais kustības daudzums (Bumba A + Bumba B) saglabājas cauri sadursmei.
Kinētiskā enerģija — KE = ½·m·v²
Bumbas A kustības enerģija pirms trieciena. Perfekti elastīgā sadursmē tā pilnībā saglabājas; dzīvās simulācijas 0.98 atsitiena koeficients patur tikai e² no tās, ko tavām Paplašinājuma atbildēm vajadzētu ņemt vērā.
Ko drukājamā darba lapa liek skolēniem izrēķināt
- Parādi savu aprēķinu Bumbas A kustības daudzumam pirms sadursmes (p = mv) vienam mēģinājumam un salīdzini ar simulācijas kustības daudzuma zondes rādījumu.
- Salīdzini Bumbas A kustības daudzumu pirms un pēc sadursmes. Ko zīmes maiņa saka par tās virzienu? Vai Bumbas A + B kopējais kustības daudzums saglabājas?
Kur tas parādās ārpus laboratorijas
- Simulācija izmanto atsitiena koeficientu 0.98, nevis perfekti 1.0. Kā tu sagaidītu, ka atlecošais kustības daudzums atšķiras no tavas idealizētās prognozes, un kāpēc?
- Ja Bumba B būtu divas reizes smagāka par Bumbu A, vai Bumba A joprojām atlektu tieši atpakaļ? Izmanto vispārīgās elastīgās sadursmes formulas, lai pamatotu.
- 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
- Sveicināts elastīgajās sadursmēs
- Nospied „Atskaņot”
- Kustības daudzuma apmaiņa
- Atlasīts bumbu
- Atver datus
- Tev izdevās!
Atver interaktīvo simulāciju, lai uzbūvētu ainu, spiestu „Atskaņot“ un izpētītu to ar dzīviem mērījumiem un vadītu pamācību.
Atvērt interaktīvo laboratoriju →
Kustības daudzuma saglabāšanās