非彈性碰撞與動量守恆
1·預測
一個移動的球撞上一個較重的靜止球，然後它們一起離開。即使動能消失，動量仍守恆嗎？
- 動量和動能均守恆
- 動量守恆，但動能不守恆
- 動量和動能都不守恆
2·設定
- 開啟非彈性碰撞模擬並按重設。
- 啟用球 A 和球 B 上的 KE 探針。
- 在下面的每次試驗中設定球 A 的初始速度，按「開始」，並記錄兩個球碰撞後立即移動的共享速度。
3·收集數據
| 球的質量 A m₁ (kg) | 球的質量 B m2 (kg) | 球初速 A v₁ (m/s) | 初始動量 p = m₁v₁ (kg·m/s) | 碰撞後綜合速度 (m/s) |
|---|---|---|---|---|
| 1.00 | 4.00 | 6.00 | ||
| 1.00 | 4.00 | 10.00 | ||
| 1.00 | 4.00 | 14.00 |
繪製合併後的最終速度（y軸）相對初始動量p（x軸）的關係圖。
4·分析
- 展示您計算一次試驗的初始動量 p = m₁v₁ 的工作，並將其與同一試驗中的模擬讀數進行比較。
- 使用總質量 (m₁ + m2) 和動量守恆，預測最終速度並與記錄值進行比較。比賽有多接近？
5·擴展
- 計算碰撞前和碰撞後的動能（使用最終速度和總質量的組合）。缺失的動能去哪了？
- 這種碰撞並不是完全無彈性的（恢復值 ≈ 0.05，不完全是 0）。您預期實際的最終速度會比理想預測略高還是略低？解釋。
這個實驗背後的物理原理
勢頭
每次碰撞（包括這次碰撞）中守恆的量。球 B 開始靜止，因此撞擊前系統的總動量就是球 A 的動量 m₁v₁。
動能
與動量不同，動能在非彈性碰撞中並不守恆——比較碰撞前後的總 KE 可以顯示有多少能量會因變形和熱量而損失。