απορία; ΟΤΑΝ ΕΧΕΙΣ ΑΠΟΡΙΑ

5-3 ΚΕΝΤΡΙΚΗ ΕΛΑΣΤΙΚΗ ΚΡΟΥΣΗ ΔΥΟ ΣΦΑΙΡΩΝ

Όταν δύο σφαίρες συγκρούονται κεντρικά και ελαστικά, η διατήρηση της ορμής και της κινητικής ενέργειας δίνουν τις ταχύτητές τους μετά την κρούση. Η ενότητα βγάζει τους τύπους και εξετάζει ίσες μάζες και ακίνητη δεύτερη σφαίρα.

Γ΄ Λυκείου · Φυσική · 30 λεπτά

Το μάθημα είναι στο σχολικό βιβλίο. Δεν το αντιγράφουμε εδώ. Άνοιξε το επίσημο κεφάλαιο και γύρνα για την εξάσκηση.

Άνοιγμα βιβλίου ↗

Η σύνοψη, οι όροι και οι ασκήσεις γράφτηκαν με τη βοήθεια τεχνητής νοημοσύνης από το σχολικό βιβλίο και μπορεί να έχουν λάθη. Πηγή είναι πάντα το βιβλίο: ό,τι σου φαίνεται περίεργο, έλεγξέ το εκεί. Βρήκες λάθος; Γράψε μας στο aporia@signmak.com.

Σχεδιάγραμμα

Δική μας σύνοψη της ενότητας, για επανάληψη. Πηγή είναι πάντα το βιβλίο.

Τι έγινε

  1. Δύο σφαίρες με μάζες m₁, m₂ και ταχύτητες υ₁, υ₂ συγκρούονται κεντρικά και ελαστικά· ζητούμε τις ταχύτητες υ₁′, υ₂′ μετά την κρούση.
  2. Διατήρηση ορμής: m₁υ₁ + m₂υ₂ = m₁υ₁′ + m₂υ₂′. Διατήρηση κινητικής ενέργειας: ½m₁υ₁² + ½m₂υ₂² = ½m₁υ₁′² + ½m₂υ₂′².
  3. Γράφουμε τις δύο εξισώσεις ως διαφορές και τις διαιρούμε κατά μέλη: προκύπτει υ₁ + υ₁′ = υ₂ + υ₂′.
  4. Λύση: υ₁′ = (m₁ − m₂)υ₁/(m₁ + m₂) + 2m₂υ₂/(m₁ + m₂) και υ₂′ = 2m₁υ₁/(m₁ + m₂) + (m₂ − m₁)υ₂/(m₁ + m₂).
  5. Αν βγει αρνητική ταχύτητα, η σφαίρα κινείται πια προς την αντίθετη φορά.
  6. Ίσες μάζες: οι σφαίρες ανταλλάσσουν ταχύτητες, υ₁′ = υ₂ και υ₂′ = υ₁.
  7. Ακίνητη δεύτερη σφαίρα (υ₂ = 0): υ₁′ = (m₁ − m₂)υ₁/(m₁ + m₂) και υ₂′ = 2m₁υ₁/(m₁ + m₂).

Όροι

m₁υ₁ + m₂υ₂ = m₁υ₁′ + m₂υ₂′
διατήρηση ορμής στην κρούση
½m₁υ₁² + ½m₂υ₂² = ½m₁υ₁′² + ½m₂υ₂′²
διατήρηση κινητικής ενέργειας
υ₁ + υ₁′ = υ₂ + υ₂′
σχέση από τις δύο διατηρήσεις
υ₁′ = (m₁ − m₂)υ₁/(m₁ + m₂)
σφαίρα που χτυπά ακίνητη σφαίρα
υ₂′ = 2m₁υ₁/(m₁ + m₂)
αρχικά ακίνητη σφαίρα μετά την κρούση
m₁ = m₂
οι σφαίρες ανταλλάσσουν ταχύτητες
αρνητική υ₁′
η σφαίρα άλλαξε φορά
κεντρική ελαστική κρούση
μία ευθεία, ίδια κινητική ενέργεια

ΠΑΙΞΕ ΤΟΤηλεπαιχνίδι · Η Σκάλα · Η Τελεία · Κρεμάλα · Ζευγάρια · όλα με την ύλη αυτού του μαθήματος.

Εξάσκηση

Συχνές απορίες

Πώς βρίσκουμε τις ταχύτητες μετά από κεντρική ελαστική κρούση;

Γράφουμε διατήρηση ορμής, m₁υ₁ + m₂υ₂ = m₁υ₁′ + m₂υ₂′, και διατήρηση κινητικής ενέργειας. Από τις δύο εξισώσεις προκύπτει υ₁ + υ₁′ = υ₂ + υ₂′, και λύνοντας το σύστημα βρίσκουμε υ₁′ και υ₂′.

Τι γίνεται όταν οι δύο σφαίρες έχουν ίσες μάζες;

Ανταλλάσσουν ταχύτητες: υ₁′ = υ₂ και υ₂′ = υ₁. Αν η δεύτερη ήταν ακίνητη, η πρώτη σταματά και η δεύτερη φεύγει με την ταχύτητα της πρώτης.

Τι σημαίνει αρνητική τιμή για την υ₁′;

Στους υπολογισμούς υποθέτουμε ότι οι σφαίρες συνεχίζουν προς την αρχική κατεύθυνση. Αν βγει αρνητική τιμή, η σφαίρα άλλαξε φορά κίνησης μετά την κρούση.

Ανοίγει το μενού κοινοποίησης του κινητού σου. Αν δεν υπάρχει, αντιγράφεται ο σύνδεσμος.

Νέα από το aporia.gr Νέες ενότητες και ό,τι βρίσκουμε στα θέματα των Πανελληνίων, στη σελίδα μας στο Facebook.