Mechanika
Zderzenie niesprężyste
Obserwuj, jak energia kinetyczna spada, gdy kule ledwo się odbijają.
Zderzenie niesprężyste — interaktywna symulacja: Mechanika. Obserwuj, jak energia kinetyczna spada, gdy kule ledwo się odbijają. Bezpłatne wirtualne laboratorium fizyki w przeglądarce z pomiarami na żywo w SI i samouczkiem prowadzonym.
Zderzenia niesprężyste
W zderzeniu niesprężystym energia kinetyczna nie jest zachowana. Ciała mogą się skleić albo odjechać wolniej niż w przypadku sprężystym.
Pęd nadal jest zachowany, gdy siły zewnętrzne są pomijalne, ale część energii kinetycznej staje się energią wewnętrzną (odkształcenie, ciepło). Niska restytucja czyni zderzenie widocznie „lepki”.
- Σp_before = Σp_after
- KE_after < KE_before
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
Ruchoma kula wjeżdża w cięższą nieruchomą kulę i odjeżdżają razem. Czy pęd jest zachowany, mimo że energia kinetyczna ulatuje?
Prognozy do rozważenia
- Zachowany jest i pęd, i energia kinetyczna
- Pęd jest zachowany, ale energia kinetyczna nie
- Ani pęd, ani energia kinetyczna nie są zachowane
Role zmiennych
Co ustawiasz:
- Masa kuli A m₁ (kg)
- Masa kuli B m₂ (kg)
- Prędkość początkowa kuli A v₁ (m/s)
Co mierzysz:
- Pęd początkowy p = m₁v₁ (kg·m/s)
- Prędkość łączna po zderzeniu (m/s)
Jak przebiega badanie
- Otwórz symulację zderzenia niesprężystego i naciśnij Reset.
- Włącz sondy EK na kuli A i kuli B.
- Ustaw prędkość początkową kuli A dla każdej próby poniżej, naciśnij Play i zapisz wspólną prędkość, z jaką obie kule jadą tuż po zderzeniu.
Równanie rządzące
Pęd — p = m·v
Wielkość zachowana w każdym zderzeniu, także w tym. Kula B startuje ze spoczynku, więc pęd całkowity układu przed uderzeniem to po prostu pęd kuli A, m₁v₁.
Energia kinetyczna — KE = ½·m·v²
W przeciwieństwie do pędu energia kinetyczna nie jest zachowana w zderzeniu niesprężystym — porównanie EK całkowitej przed i po zderzeniu pokazuje, ile energii ulatło na odkształcenie i ciepło.
Co karta do druku każe uczniom wyliczyć
- Pokaż obliczenie początkowego pędu p = m₁v₁ dla jednej próby i porównaj z odczytem symulacji w tej samej próbie.
- Z masy całkowitej (m₁ + m₂) i zasady zachowania pędu przewidz prędkość końcową i porównaj z zapisaną wartością. Jak blisko siebie?
Gdzie to wychodzi poza pracownię
- Oblicz energię kinetyczną tuż przed zderzeniem i tuż po (z łącznej prędkości końcowej i masy całkowitej). Dokąd poszła brakująca energia kinetyczna?
- To zderzenie nie jest doskonale niesprężyste (restytucja ≈ 0.05, nie dokładnie 0). Czy oczekujesz, że rzeczywista prędkość końcowa będzie nieco wyższa czy niższa od idealnej prognozy? Wyjaśnij.
- 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
- Witamy w zderzeniu niesprężystym
- Naciśnij Play
- Zaznacz kulę
- Energia stracona
- Otwórz dane
- Udało się!
Otwórz interaktywną symulację, zbuduj scenę, naciśnij Play i badaj z pomiarami na żywo oraz przewodnikiem.
Otwórz interaktywną pracownię →