Mechanica
Elastische botsing
Kijk hoe de totale impuls gelijk blijft terwijl de ballen uit elkaar stuiteren.
Elastische botsing — interactieve Mechanica-simulatie. Kijk hoe de totale impuls gelijk blijft terwijl de ballen uit elkaar stuiteren. Gratis virtueel natuurkundelab in de browser met live SI-metingen en een begeleide rondleiding.
Behoud van impuls
Bij een botsing zonder externe krachten blijft de totale impuls behouden. Bij een elastische botsing blijft ook de kinetische energie behouden.
Als twee ballen botsen op een wrijvingsloos oppervlak, veranderen hun afzonderlijke impulsen, maar de totale impuls van het systeem blijft gelijk. Bij een vrijwel elastische botsing stuiteren ze uit elkaar met vrijwel ongewijzigde kinetische energie — snelle ballen erin, snelle ballen eruit.
- p = mv → Σp_before = Σp_after
- KE = ½mv² (behouden bij elastische botsingen)
Onderzoeksnota
Plan de vraag voordat je het lab opent
De samenvatting spiegelt de voorgerenderde pagina: leidende vraag, concurrerende voorspellingen, rollen van variabelen, bepalende wetten, opstelling, analyse- en verdiepingsvragen blijven zichtbaar en in deze volgorde.
Leidende vraag
Twee identieke ballen rollen met dezelfde snelheid op elkaar af en botsen elastisch. Hoe verhouden hun snelheden zich na de botsing tot ervoor?
Voorspellingen om te wegen
- Elke bal stuitert recht terug met dezelfde snelheid waarmee hij kwam aanrollen
- Beide ballen komen abrupt stil op het punt van de botsing
- Beide ballen gaan onveranderd door, alsof ze door elkaar heen bewogen
Rollen van variabelen
Wat je instelt:
- Massa m (per bal) (kg)
- Naderingssnelheid v (m/s)
Wat je meet:
- Impuls van bal A p = mv (kg·m/s)
- KE van bal A = ½mv² (J)
- Impuls van bal A na botsing — ideale voorspelling (kg·m/s)
- Totale impuls na botsing (A + B) (kg·m/s)
Hoe het onderzoek verloopt
- Open de simulatie Elastische botsing en druk op Herstel.
- Controleer dat beide ballen dezelfde massa hebben en stel voor elke meting hieronder de naderingssnelheid in (bal A beweegt naar rechts, bal B met dezelfde snelheid naar links).
- Druk op Start, bekijk de impulssondes op beide ballen en noteer de impulsaflezing van bal A direct nadat de ballen uit elkaar gaan.
Leidende vergelijking
Impuls — p = m·v
De impuls van elke bal vóór de botsing, bepaald door de massa en naderingssnelheid die je per meting instelt. De totale impuls (bal A + bal B) blijft behouden door de botsing heen.
Kinetische energie — KE = ½·m·v²
De bewegingsenergie van bal A vóór de botsing. Bij een volledig elastische botsing blijft die volledig behouden; de restitutie van 0,98 in de live simulatie houdt er alleen e² van over, waar je antwoorden bij Verdiep rekening mee moeten houden.
Wat het uitprintbare werkblad leerlingen laat uitwerken
- Laat zien hoe je voor één meting de impuls van bal A vóór de botsing (p = mv) berekent en vergelijk met de aflezing van de impulssonde in de simulatie.
- Vergelijk de impuls van bal A vóór en na de botsing. Wat vertelt het tekenwissel je over zijn richting? Is de totale impuls van bal A + bal B behouden?
Waar dit buiten het lab opduikt
- De simulatie gebruikt een restitutie van 0,98, niet een perfecte 1,0. Hoe verwacht je dat de stuiterimpuls afwijkt van je geïdealiseerde voorspelling, en waarom?
- Als bal B twee keer zo zwaar was als bal A, zou bal A dan nog steeds recht terugstuiteren? Redeneer het uit met de algemene formules voor elastische botsingen.
- 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
- Welkom bij elastische botsingen
- Druk op Start
- Impulsoverdracht
- Selecteer een bal
- Open de gegevens
- Gelukt!
Open de interactieve simulatie om de scène te bouwen, druk op Start en verken met live metingen en een begeleide rondleiding.