Mehānika

Neelastīga sadursme

Vēro, kā kinētiskā enerģija krītas, kad bumbas gandrīz neatsitas.

Neelastīga sadursme — interaktīva Mehānika simulācija. Vēro, kā kinētiskā enerģija krītas, kad bumbas gandrīz neatsitas. Bezmaksas virtuālā fizikas laboratorija pārlūkā ar dzīviem SI mērījumiem un vadītu pamācību.

Neelastīgas sadursmes

Neelastīgā sadursmē kinētiskā enerģija nesaglabājas. Ķermeņi var salipt kopā vai kustēties tālāk lēnāk nekā elastīgā gadījumā.

Kustības daudzums joprojām saglabājas, ja ārējie spēki ir niecīgi, bet daļa kinētiskās enerģijas kļūst par iekšējo enerģiju (deformācija, siltums). Zems atsitiena koeficients padara sadursmi redzami „lipīgu”.

• Σp_before = Σp_after
• KE_after < KE_before

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

Kustoša bumba ietriecas smagākā nekustīgā bumbā, un tās kustas tālāk kopā. Vai kustības daudzums saglabājas, kaut arī kinētiskā enerģija tiek zaudēta?

Prognozes, ko svērt

• Saglabājas gan kustības daudzums, gan kinētiskā enerģija
• Kustības daudzums saglabājas, bet kinētiskā enerģija nē
• Ne kustības daudzums, ne kinētiskā enerģija nesaglabājas

Lielumu lomas

Ko tu iestati:

• Bumbas A masa m₁ (kg)
• Bumbas B masa m₂ (kg)
• Bumbas A sākuma ātrums v₁ (m/s)

Ko tu mēri:

• Sākuma kustības daudzums p = m₁v₁ (kg·m/s)
• Apvienotais ātrums pēc sadursmes (m/s)

Kā izpēte norit

1. Atver neelastīgās sadursmes simulāciju un nospied Atiestatīt.
2. Ieslēdz KE zondes uz bumbas A un bumbas B.
3. Iestati bumbas A sākuma ātrumu katram mēģinājumam zemāk, nospied „Atskaņot” un ieraksti kopīgo ātrumu, ar kādu abas bumbas kustas tieši pēc sadursmes.

Noteicošais vienādojums

Kustības daudzums — p = m·v

Lielums, kas saglabājas katrā sadursmē, ieskaitot šo. Bumba B sākas mierā, tāpēc sistēmas kopējais kustības daudzums pirms trieciena ir tikai bumbas A kustības daudzums m₁v₁.

Kinētiskā enerģija — KE = ½·m·v²

Atšķirībā no kustības daudzuma kinētiskā enerģija nesaglabājas neelastīgā sadursmē — kopējā KE pirms un pēc sadursmes salīdzināšana rāda, cik daudz enerģijas zaudēts deformācijai un siltumam.

Ko drukājamā darba lapa liek skolēniem izrēķināt

• Parādi savu aprēķinu sākuma kustības daudzumam p = m₁v₁ vienam mēģinājumam un salīdzini ar simulācijas rādījumu tajā pašā mēģinājumā.
• Izmantojot kopējo masu (m₁ + m₂) un kustības daudzuma saglabāšanos, prognozē galīgo ātrumu un salīdzini ar savu ierakstīto vērtību. Cik tuvu ir sakritība?

Kur tas parādās ārpus laboratorijas

• Izrēķini kinētisko enerģiju tieši pirms sadursmes un tieši pēc (ar apvienoto galīgo ātrumu un kopējo masu). Kur aizgāja trūkstošā kinētiskā enerģija?
• Šī sadursme nav perfekti neelastīga (atsitiena koeficients ≈ 0.05, ne precīzi 0). Vai tu sagaidītu, ka īstais galīgais ātrums ir nedaudz lielāks vai mazāks par ideālo prognozi? Izskaidro.

• 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

1. Sveicināts neelastīgās sadursmes eksperimentā
2. Nospied „Atskaņot”
3. Atlasīts bumbu
4. Enerģija zaudēta
5. Atver datus
6. Tev izdevās!

Atver interaktīvo simulāciju, lai uzbūvētu ainu, spiestu „Atskaņot“ un izpētītu to ar dzīviem mērījumiem un vadītu pamācību.

Atvērt interaktīvo laboratoriju →

Lejupielādēt darba lapu →

Kustības daudzuma saglabāšanās