Pružné zrážky a zachovanie hybnosti

1 · Predikuj

Dve rovnaké lopty sa kotúľajú navzájom proti sebe rovnakou rýchlosťou a zrazia sa pružne. Po zrážke — ako sa ich rýchlosti porovnávajú s pôvodnými?

2 · Priprav

  1. Otvor simuláciu pružnej zrážky a stlač Resetovať.
  2. Over, že obe lopty majú rovnakú hmotnosť, a nastav rýchlosť priblíženia pre každý pokus nižšie (lopta A ide vpravo, lopta B vľavo rovnakou rýchlosťou).
  3. Stlač Prehrať, sleduj sondy hybnosti na oboch loptách a zaznamenaj odčítanie hybnosti lopty A hneď po ich oddelení.

3 · Zbieraj údaje

Hmotnosť m (každá lopta) (kg)Rýchlosť priblíženia v (m/s)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)
1.006.00
1.508.00
2.005.00

Zaznamenaj rýchlosť priblíženia v (os x) verzus kinetickú energiu lopty A pred zrážkou (os y).

4 · Analyzuj

  1. Ukáž svoj postup výpočtu hybnosti lopty A pred zrážkou (p = mv) pre jeden pokus a porovnaj s odčítaním sondy hybnosti v simulácii.
  2. Porovnaj hybnosť lopty A pred a po zrážke. Čo ti zmena znamienka hovorí o smere? Je celková hybnosť lopty A + lopty B zachovaná?

5 · Rozšír

  1. Simulácia používa odrazivosť 0.98, nie dokonalú 1.0. Ako by sa odrazová hybnosť mala líšiť od tvojej idealizovanej predikcie a prečo?
  2. Keby lopta B bola dvakrát ťažšia než lopta A, odrazila by sa lopta A stále priamo späť? Použi všeobecné vzorce pružnej zrážky na úvahu.

Fyzika za týmto experimentom

Hybnosť

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

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.

← Späť na experiment

Mechanika

138 bezplatných tlačiteľných pracovných listov z fyziky