Mechanika
Zderzenie sprężyste
Obserwuj, jak całkowity pęd pozostaje ten sam, gdy kule się rozdzielają.
Zderzenie sprężyste — interaktywna symulacja: Mechanika. Obserwuj, jak całkowity pęd pozostaje ten sam, gdy kule się rozdzielają. Bezpłatne wirtualne laboratorium fizyki w przeglądarce z pomiarami na żywo w SI i samouczkiem prowadzonym.
Zasada zachowania pędu
W zderzeniu bez sił zewnętrznych całkowity pęd jest zachowany. W zderzeniu sprężystym zachowana jest także energia kinetyczna.
Gdy dwie kule zderzają się na gładkiej powierzchni, ich pędy pojedyncze się zmieniają, ale pęd całkowity układu pozostaje ten sam. W zderzeniu niemal sprężystym odbijają się z niemal niezmienioną energią kinetyczną — szybkie kule wchodzą, szybkie wychodzą.
- p = mv → Σp_before = Σp_after
- KE = ½mv² (zachowana w zderzeniach sprężystych)
Krótki opis badania
Zaplanuj pytanie, zanim otworzysz pracownię
Krótki opis odzwierciedla stronę statyczną: pytanie badawcze, konkurujące przewidywania, role zmiennych, prawo rządzące i co mierzyć.
Pytanie badawcze
Dwie identyczne kule toczą się ku sobie z tą samą prędkością i zderzają się sprężyście. Po zderzeniu jak mają się ich prędkości do wcześniejszych?
Prognozy do rozważenia
- Każda kula odbija się prosto z powrotem z tą samą prędkością, z jaką przybyła
- Obie kule zatrzymują się w miejscu zderzenia
- Obie kule jadą dalej niezmienione, jakby przeniknęły przez siebie
Role zmiennych
Co ustawiasz:
- Masa m (każda kula) (kg)
- Prędkość zbliżania v (m/s)
Co mierzysz:
- Kula A, pęd p = mv (kg·m/s)
- Kula A, KE = ½mv² (J)
- Pęd kuli A po — prognoza idealna (kg·m/s)
- Pęd całkowity po zderzeniu (A + B) (kg·m/s)
Jak przebiega badanie
- Otwórz symulację zderzenia sprężystego i naciśnij Reset.
- Upewnij się, że obie kule mają równą masę, i ustaw prędkość zbliżania dla każdej próby poniżej (kula A w prawo, kula B w lewo z tą samą prędkością).
- Naciśnij Play, obserwuj sondy pędu na obu kulach i zapisz odczyt pędu kuli A tuż po rozdzieleniu kul.
Równanie rządzące
Pęd — p = m·v
Pęd każdej kuli przed uderzeniem, z masy i prędkości zbliżania ustawionych dla każdej próby. Pęd całkowity (kula A + kula B) jest zachowany przez zderzenie.
Energia kinetyczna — KE = ½·m·v²
Energia ruchu kuli A przed uderzeniem. W doskonale sprężystym zderzeniu jest w pełni zachowana; restytucja 0.98 symulacji zachowuje tylko e² z niej — powinny to uwzględnić Twoje odpowiedzi w Rozszerzeniu.
Co karta do druku każe uczniom wyliczyć
- Pokaż obliczenie pędu kuli A przed zderzeniem (p = mv) dla jednej próby i porównaj z odczytem sondy pędu w symulacji.
- Porównaj pęd kuli A przed i po zderzeniu. Co mówi ci zmiana znaku o jej kierunku? Czy pęd całkowity kuli A + kuli B jest zachowany?
Gdzie to wychodzi poza pracownię
- Symulacja używa restytucji 0.98, nie idealnego 1.0. Jak oczekujesz, że pęd odbicia różni się od zidealizowanej prognozy i dlaczego?
- Gdyby kula B była dwa razy cięższa od A, czy kula A nadal odbiłaby się prosto z powrotem? Rozumuj ogólnymi wzorami zderzenia sprężystego.
- 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
- Witamy w zderzeniach sprężystych
- Naciśnij Play
- Wymiana pędu
- Zaznacz kulę
- Otwórz dane
- Udało się!
Otwórz interaktywną symulację, zbuduj scenę, naciśnij Play i badaj z pomiarami na żywo oraz przewodnikiem.
Otwórz interaktywną pracownię →