Nepružná zrážka a zachovanie hybnosti

1 · Predikuj

Pohybujúca sa lopta narazí do ťažšej stojacej lopty a odídu spolu. Zachováva sa hybnosť, hoci kinetická energia sa stráca?

2 · Priprav

  1. Otvor simuláciu nepružnej zrážky a stlač Resetovať.
  2. Zapni sondy KE na lopte A a lopte B.
  3. Nastav počiatočnú rýchlosť lopty A pre každý pokus nižšie, stlač Prehrať a zaznamenaj spoločnú rýchlosť, ktorou sa obe lopty hýbu hneď po zrážke.

3 · Zbieraj údaje

Hmotnosť lopty A m₁ (kg)Hmotnosť lopty B m₂ (kg)Počiatočná rýchlosť lopty A v₁ (m/s)Počiatočná hybnosť p = m₁v₁ (kg·m/s)Spoločná rýchlosť po zrážke (m/s)
1.004.006.00
1.004.0010.00
1.004.0014.00

Zaznamenaj spoločnú konečnú rýchlosť (os y) verzus počiatočnú hybnosť p (os x).

4 · Analyzuj

  1. Ukáž svoj postup výpočtu počiatočnej hybnosti p = m₁v₁ pre jeden pokus a porovnaj s odčítaním simulácie pri tom istom pokuse.
  2. Pomocou celkovej hmotnosti (m₁ + m₂) a zachovania hybnosti predikuj konečnú rýchlosť a porovnaj so zaznamenanou hodnotou. Ako blízko je zhoda?

5 · Rozšír

  1. Vypočítaj kinetickú energiu tesne pred zrážkou a tesne po nej (so spoločnou konečnou rýchlosťou a celkovou hmotnosťou). Kam sa stratila chýbajúca kinetická energia?
  2. Táto zrážka nie je dokonale nepružná (odrazivosť ≈ 0.05, nie presne 0). Očakával by si, že skutočná konečná rýchlosť bude o trochu vyššia alebo nižšia než ideálna predikcia? Vysvetli.

Fyzika za týmto experimentom

Hybnosť

Veličina zachovaná v každej zrážke, vrátane tejto. Lopta B štartuje v pokoji, takže celková hybnosť sústavy pred nárazom je iba hybnosť lopty A m₁v₁.

Kinetická energia

Na rozdiel od hybnosti sa kinetická energia pri nepružnej zrážke nezachová — porovnanie celkovej KE pred a po zrážke ukazuje, koľko energie sa stratilo na deformáciu a teplo.

← Späť na experiment

Mechanika

138 bezplatných tlačiteľných pracovných listov z fyziky