Mechanika
Pružná zrážka
Sleduj, ako celková hybnosť zostáva rovnaká, keď sa lopty odrazia od seba.
Pružná zrážka — interaktívna simulácia Mechanika. Sleduj, ako celková hybnosť zostáva rovnaká, keď sa lopty odrazia od seba. Bezplatné virtuálne fyzikálne laboratórium v prehliadači so živými SI meraniami a sprievodcom.
Zákon zachovania hybnosti
Pri zrážke bez vonkajších síl sa celková hybnosť zachováva. Pri pružnej zrážke sa zachováva aj kinetická energia.
Keď sa dve lopty zrazia na povrchu bez trenia, ich individuálne hybnosti sa menia, ale celková hybnosť sústavy zostáva rovnaká. Pri takmer pružnej zrážke sa odrazia s takmer nezmenenou kinetickou energiou — rýchly vstup, rýchly výstup.
- p = mv → Σp_before = Σp_after
- KE = ½mv² (zachováva sa pri pružných zrážkach)
Prehľad skúmania
Naplánuj otázku ešte pred otvorením laboratória
Stručný opis zrkadlí predrenderovanú stránku: hlavná otázka, súťažiace predikcie, úlohy premenných, riadiace zákony, postavenie, analýza a rozširujúce podnety zostávajú viditeľné a v tomto poradí.
Hlavná otázka
Dve rovnaké lopty sa kotúľajú navzájom proti sebe rovnakou rýchlosťou a zrazia sa pružne. Po zrážke — ako sa ich rýchlosti porovnávajú s pôvodnými?
Predikcie na zváženie
- Každá lopta sa odrazí priamo späť rovnakou rýchlosťou, akou prišla
- Obidve lopty sa zastavia na mieste zrážky
- Obidve lopty pokračujú nezmenene, akoby prešli jedna cez druhú
Úlohy premenných
Čo nastavuješ:
- Hmotnosť m (každá lopta) (kg)
- Rýchlosť priblíženia v (m/s)
Čo meriaš:
- Hybnosť lopty A p = mv (kg·m/s)
- KE lopty A = ½mv² (J)
- Hybnosť lopty A po zrážke — ideálna predikcia (kg·m/s)
- Celková hybnosť po zrážke (A + B) (kg·m/s)
Ako skúmanie prebieha
- Otvor simuláciu pružnej zrážky a stlač Resetovať.
- Over, že obe lopty majú rovnakú hmotnosť, a nastav rýchlosť priblíženia pre každý pokus nižšie (lopta A ide vpravo, lopta B vľavo rovnakou rýchlosťou).
- Stlač Prehrať, sleduj sondy hybnosti na oboch loptách a zaznamenaj odčítanie hybnosti lopty A hneď po ich oddelení.
Riadiaca rovnica
Hybnosť — p = m·v
Hybnosť každej lopty pred nárazom, z hmotnosti a rýchlosti priblíženia nastavenej pre každý pokus. Celková hybnosť (lopta A + lopta B) sa zachová cez zrážku.
Kinetická energia — KE = ½·m·v²
Energia pohybu lopty A pred nárazom. Pri dokonale pružnej zrážke sa zachová celá; odrazivosť 0.98 živej simulácie drží iba e² z nej, čo by mali tvoje odpovede v Rozšírení zohľadniť.
Čo má študentov naučiť tlačiteľný list
- Ukáž svoj postup výpočtu hybnosti lopty A pred zrážkou (p = mv) pre jeden pokus a porovnaj s odčítaním sondy hybnosti v simulácii.
- Porovnaj hybnosť lopty A pred a po zrážke. Čo ti zmena znamienka hovorí o smere? Je celková hybnosť lopty A + lopty B zachovaná?
Kde sa to objavuje mimo laboratória
- Simulácia používa odrazivosť 0.98, nie dokonalú 1.0. Ako by sa odrazová hybnosť mala líšiť od tvojej idealizovanej predikcie a prečo?
- Keby lopta B bola dvakrát ťažšia než lopta A, odrazila by sa lopta A stále priamo späť? Použi všeobecné vzorce pružnej zrážky na úvahu.
- 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
- Vitaj pri pružných zrážkach
- Stlač Prehrať
- Výmena hybnosti
- Vyber loptu
- Otvor údaje
- Zvládol si to!
Otvor interaktívnu simuláciu na postavenie scény, stlač Prehrať a skúmaj so živými meraniami a sprievodcom.
Otvoriť interaktívne laboratórium →