5-4 ΕΛΑΣΤΙΚΗ ΚΡΟΥΣΗ ΣΩΜΑΤΟΣ ΜΕ ΑΛΛΟ ΑΚΙΝΗΤΟ ΠΟΛΥ ΜΕΓΑΛΗΣ ΜΑΖΑΣ
Όταν ένα σώμα χτυπά ελαστικά ένα ακίνητο σώμα πολύ μεγαλύτερης μάζας, όπως έναν τοίχο, γυρίζει πίσω με ταχύτητα ίδιου μέτρου. Σε πλάγια πρόσπτωση η γωνία πρόσπτωσης ισούται με τη γωνία ανάκλασης· δύο παραδείγματα λύνουν πλαστικές κρούσεις.
Γ΄ Λυκείου · Φυσική · 30 λεπτά
Το μάθημα είναι στο σχολικό βιβλίο. Δεν το αντιγράφουμε εδώ. Άνοιξε το επίσημο
κεφάλαιο και γύρνα για την εξάσκηση.
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
Αν η σφαίρα Σ₂ έχει πολύ μεγαλύτερη μάζα από τη Σ₁ και είναι ακίνητη, οι τύποι της κεντρικής ελαστικής κρούσης δίνουν υ₁′ = −υ₁ και υ₂′ = 0.
Η μικρή σφαίρα γυρίζει πίσω με ταχύτητα ίδιου μέτρου, όπως όταν χτυπά ελαστικά και κάθετα σε τοίχο ή στο δάπεδο.
Σε πλάγια ελαστική κρούση με τοίχο αναλύουμε την ταχύτητα σε μια συνιστώσα κάθετη και μια παράλληλη στον τοίχο.
Η κάθετη συνιστώσα αντιστρέφεται με το ίδιο μέτρο· η παράλληλη μένει ίδια, γιατί η δύναμη του τοίχου είναι κάθετη. Άρα το μέτρο της ταχύτητας δεν αλλάζει.
Τα ημίτονα των γωνιών που σχηματίζουν υ και υ′ με την κάθετη βγαίνουν ίσα, άρα η γωνία πρόσπτωσης ισούται με τη γωνία ανάκλασης.
Πλαστική κρούση βλήματος με ακίνητο ξύλο: m·υ = (M + m)·V. Η ενέργεια που χάνεται είναι ½mυ² − ½(M + m)V², και το διάστημα ως τη στάση βγαίνει από το θεώρημα έργου και ενέργειας με την τριβή.
Πλαστική κρούση σωμάτων με κάθετες ταχύτητες: η διατήρηση της ορμής γράφεται χωριστά στους άξονες x και y.
Τι γίνεται όταν μια μπάλα χτυπά ελαστικά και κάθετα σε τοίχο;
Ο τοίχος έχει πολύ μεγαλύτερη μάζα και είναι ακίνητος, οπότε οι τύποι της κεντρικής ελαστικής κρούσης δίνουν υ₁′ = −υ₁ και υ₂′ = 0. Η μπάλα γυρίζει πίσω με ταχύτητα ίδιου μέτρου και ο τοίχος μένει πρακτικά ακίνητος.
Γιατί σε πλάγια ελαστική κρούση με τοίχο η γωνία πρόσπτωσης ισούται με τη γωνία ανάκλασης;
Η δύναμη από τον τοίχο είναι κάθετη σε αυτόν. Έτσι η κάθετη συνιστώσα της ταχύτητας αντιστρέφεται με το ίδιο μέτρο, ενώ η παράλληλη μένει ίδια· το μέτρο της ταχύτητας δεν αλλάζει, και από τα ημίτονα των γωνιών βγαίνει ότι οι δύο γωνίες είναι ίσες.
Πώς λύνεται μια πλαστική κρούση;
Γράφουμε μόνο διατήρηση ορμής, π.χ. m·υ = (M + m)·V για βλήμα που σφηνώνεται σε ακίνητο ξύλο. Η κινητική ενέργεια δε διατηρείται· η διαφορά Kπριν − Kμετά είναι η μηχανική ενέργεια που χάθηκε. Αν οι ταχύτητες είναι κάθετες, γράφουμε τη διατήρηση χωριστά σε κάθε άξονα.
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.