Mekanikk
Uelastisk kollisjon
Se den kinetiske energien synke mens kulene så vidt spretter.
Uelastisk kollisjon — interaktiv Mekanikk-simulering. Se den kinetiske energien synke mens kulene så vidt spretter. Gratis virtuell fysikk-lab i nettleseren med SI-målinger i sanntid og en veiledet gjennomgang.
Uelastiske kollisjoner
I en uelastisk kollisjon bevares ikke den kinetiske energien. Objekter kan klebe sammen eller bevege seg av gårde saktere enn i det elastiske tilfellet.
Bevegelsesmengden er fortsatt bevart hvis ytre krefter er ubetydelige, men noe kinetisk energi blir indre energi (deformasjon, varme). Lav restitusjon gjør kollisjonen synlig «klebrig».
- Σp_before = Σp_after
- KE_after < KE_before
Undersøkelsesgrunnlag
Planlegg spørsmålet før du åpner labben
Oppgavegrunnlaget speiler den forhåndsgenererte siden: problemstilling, konkurrerende prediksjoner, variabelroller, styrende lover, oppsett, analyse og videreutviklingsoppgaver forblir synlige og i denne rekkefølgen.
Problemstilling
En bevegelig kule krasjer inn i en tyngre stillestående kule, og de beveger seg av gårde sammen. Er bevegelsesmengden bevart selv om kinetisk energi går tapt?
Prediksjoner å veie
- Både bevegelsesmengde og kinetisk energi bevares
- Bevegelsesmengden bevares, men ikke den kinetiske energien
- Verken bevegelsesmengde eller kinetisk energi bevares
Variabelroller
Hva du setter:
- Masse til kule A m₁ (kg)
- Masse til kule B m₂ (kg)
- Starthastighet til kule A v₁ (m/s)
Hva du måler:
- Startbevegelsesmengde p = m₁v₁ (kg·m/s)
- Kombinert fart etter kollisjon (m/s)
Hvordan undersøkelsen foregår
- Åpne uelastisk-kollisjon-simuleringen og trykk Nullstill.
- Aktiver KE-sondene på kule A og kule B.
- Sett kule As starthastighet for hvert forsøk under, trykk Spill av, og registrer den felles farten begge kulene beveger seg med rett etter at de kolliderer.
Styrende likning
Bevegelsesmengde — p = m·v
Størrelsen som bevares i hver kollisjon, også denne. Kule B starter i hvile, så systemets totale bevegelsesmengde før treffet er bare kule As bevegelsesmengde m₁v₁.
Kinetisk energi — KE = ½·m·v²
I motsetning til bevegelsesmengde bevares ikke den kinetiske energien i en uelastisk kollisjon — å sammenligne total KE før og etter kollisjonen viser hvor mye energi som gikk tapt til deformasjon og varme.
Hva det utskrivbare arbeidsarket ber elevene finne ut
- Vis arbeidet ditt med å beregne startbevegelsesmengden p = m₁v₁ for ett forsøk, og sammenlign den med simuleringens avlesning ved samme forsøk.
- Med totalmassen (m₁ + m₂) og bevarelse av bevegelsesmengde, forutsi sluttfarten og sammenlign den med din registrerte verdi. Hvor nær er treffet?
Hvor dette dukker opp utenfor labben
- Beregn den kinetiske energien rett før kollisjonen og rett etter (med den kombinerte sluttfarten og totalmassen). Hvor gikk den manglende kinetiske energien?
- Denne kollisjonen er ikke perfekt uelastisk (restitusjon ≈ 0,05, ikke nøyaktig 0). Ville du forvente at den ekte sluttfarten var litt høyere eller lavere enn den ideelle prediksjonen? Forklar.
- 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
- Velkommen til Uelastisk kollisjon
- Trykk Spill av
- Velg kulen
- Energi tapt
- Åpne dataene
- Du klarte det!
Åpne den interaktive simuleringen for å bygge scenen, trykk Spill av, og utforsk med målinger i sanntid og en veiledet gjennomgang.