Mekanik
Elastisk kollision
Se totala rörelsemängden vara oförändrad medan bollarna studsar isär.
Elastisk kollision — interaktiv Mekanik-simulering. Se totala rörelsemängden vara oförändrad medan bollarna studsar isär. Gratis virtuellt fysiklabb i webbläsaren med SI-mätningar i realtid och en guidad genomgång.
Rörelsemängdens bevarande
Vid en kollision utan yttre krafter bevaras den totala rörelsemängden. Vid en elastisk kollision bevaras också rörelseenergin.
När två bollar krockar på en friktionsfri yta förändras deras enskilda rörelsemängder, men systemets totala rörelsemängd förblir densamma. Vid en nästan elastisk kollision studsar de isär med rörelseenergin nästan oförändrad — snabba bollar in, snabba bollar ut.
- p = mv → Σp_before = Σp_after
- KE = ½mv² (bevaras vid elastiska kollisioner)
Undersökningsblad
Planera frågan innan du öppnar labbet
Sammanfattningen speglar den förrenderade sidan: drivande fråga, konkurrerande förutsägelser, variablernas roller, styrande lagar, uppställning, analys- och utvidgningsfrågor förblir synliga och i den här ordningen.
Drivande fråga
Två identiska bollar rullar mot varandra med samma fart och kolliderar elastiskt. Hur förhåller sig deras hastigheter efter kollisionen till dem före?
Förutsägelser att väga
- Båda bollarna studsar rakt tillbaka med samma fart som de kom in med
- Båda bollarna stannar helt vid kollisionspunkten
- Båda bollarna fortsätter oförändrat, som om de passerade genom varandra
Variablernas roller
Det du ställer in:
- Massa m (per boll) (kg)
- Tillnärmningshastighet v (m/s)
Det du mäter:
- Boll A rörelsemängd p = mv (kg·m/s)
- Boll A KE = ½mv² (J)
- Boll A rörelsemängd efter — ideal förutsägelse (kg·m/s)
- Total rörelsemängd efter kollision (A + B) (kg·m/s)
Så går undersökningen till
- Öppna simuleringen för elastisk kollision och tryck på Återställ.
- Kontrollera att båda bollarna har samma massa och ställ in anloppsfarten för varje försök nedan (boll A rör sig åt höger, boll B åt vänster med samma fart).
- Tryck på Spela, följ rörelsemängdsproberna på båda bollarna och notera boll A:s rörelsemängdsavläsning direkt efter att bollarna har separerat.
Styrande ekvation
Rörelsemängd — p = m·v
Varje bolls rörelsemängd före stöten, från massan och anloppsfarten du ställde in för varje försök. Den totala rörelsemängden (boll A + boll B) är bevarad genom kollisionen.
Kinetisk energi — KE = ½·m·v²
Boll A:s rörelseenergi före stöten. I en fullständigt elastisk kollision bevaras den helt; den körande simuleringens restitutionskoefficient 0,98 behåller bara e² av den, vilket dina svar i tillämpningsuppgifterna bör ta hänsyn till.
Det det utskrivbara arbetsbladet ber eleverna räkna ut
- Visa din uträkning av boll A:s rörelsemängd före kollisionen (p = mv) för ett försök och jämför med simuleringens rörelsemängdsavläsning.
- Jämför boll A:s rörelsemängd före och efter kollisionen. Vad säger teckenbytet om dess riktning? Är den totala rörelsemängden hos boll A + boll B bevarad?
Var det här syns utanför labbet
- Simuleringen använder restitutionskoefficienten 0,98, inte en perfekt 1,0. Hur skulle du förvänta dig att studsens rörelsemängd skiljer sig från din idealiserade förutsägelse, och varför?
- Om boll B vore dubbelt så tung som boll A, skulle boll A fortfarande studsa rakt tillbaka? Använd de allmänna formlerna för elastisk kollision för att resonera kring det.
- 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
- Välkommen till elastiska kollisioner
- Tryck på Spela upp
- Utbyte av rörelsemängd
- Välj en boll
- Öppna data
- Klart!
Öppna den interaktiva simuleringen för att bygga scenen, tryck på Spela och utforska med mätningar i realtid och en guidad genomgång.