Esnek Olmayan Çarpışma ve Momentum Korunumu
1 · Tahmin Et
Hareket eden bir top, daha ağır ve sabit bir topa çarpıyor ve birlikte hareket ediyorlar. Kinetik enerji kaybedilse bile momentum korunur mu?
- Hem momentum hem de kinetik enerji korunur
- Momentum korunur ama kinetik enerji korunmaz
- Momentum ve kinetik enerji korunmaz
2 · Kurulum
- Esnek olmayan çarpışma simülasyonunu açın ve Sıfırla'ya basın.
- A topu ve B topu üzerindeki KE problarını etkinleştirin.
- Aşağıdaki her deneme için A topunun başlangıç hızını ayarlayın, Oynat tuşuna basın ve her iki topun çarpıştıktan hemen sonra hareket ettiği ortak hızı kaydedin.
3 · Veri Toplayın
| Topun kütlesi A m₁ (kg) | Topun kütlesi B m₂ (kg) | A v₁ topunun başlangıç hızı (m/s) | Başlangıç momentumu p = m₁v₁ (kg·m/s) | Çarpışma sonrası birleşik hız (m/s) |
|---|---|---|---|---|
| 1.00 | 4.00 | 6.00 | ||
| 1.00 | 4.00 | 10.00 | ||
| 1.00 | 4.00 | 14.00 |
Birleşik son hızı (y ekseni) başlangıç momentumu p'ye (x ekseni) karşı çizin.
4 · Analiz et
- Bir deneme için başlangıç momentumunu p = m₁v₁ hesaplayan çalışmanızı gösterin ve bunu aynı denemedeki simülasyon okumasıyla karşılaştırın.
- Toplam kütleyi (m₁ + m₂) ve momentum korunumunu kullanarak son hızı tahmin edin ve bunu kayıtlı değerinizle karşılaştırın. Maç ne kadar yakın?
5 · Uzat
- Çarpışmadan hemen önce ve hemen sonra kinetik enerjiyi hesaplayın (son hız ve toplam kütlenin birleşimini kullanarak). Kayıp kinetik enerji nereye gitti?
- Bu çarpışma tamamen esnek değildir (geri dönme ≈ 0,05, tam olarak 0 değil). Gerçek son hızın ideal tahminden biraz daha yüksek veya daha düşük olmasını mı beklersiniz? Açıklamak.
Bu Deneyin Arkasındaki Fizik
ivme
Bu da dahil her çarpışmada korunan miktar. B topu hareketsiz halde başlar, dolayısıyla çarpmadan önce sistemin toplam momentumu sadece A topunun momentumu m₁v₁'dir.
Kinetik Enerji
Momentumun aksine, esnek olmayan bir çarpışmada kinetik enerji korunmaz; çarpışmadan önceki ve sonraki toplam KE'nin karşılaştırılması, deformasyon ve ısı nedeniyle ne kadar enerjinin kaybolduğunu gösterir.