Πώς υπολογίζετε πόση μηχανική ενέργεια χάνεται σε μια ανελαστική σύγκρουση;
Κατανόηση των ανελαστικών συγκρούσεων
* Ανελαστικές συγκρούσεις είναι συγκρούσεις όπου η κινητική ενέργεια είναι * όχι * συντηρημένη. Ορισμένες από τις κινητικές ενέργειας μετατρέπονται σε άλλες μορφές ενέργειας, όπως η θερμότητα, ο ήχος ή η παραμόρφωση των εμπλεκόμενων αντικειμένων.
Απώλεια ενέργειας υπολογισμού
1. Αρχική κινητική ενέργεια (KE₁): Υπολογίστε τη συνολική κινητική ενέργεια του συστήματος * πριν * τη σύγκρουση.
* Ke₁ =1/2 * m₁ * v₁² + 1/2 * m₂ * v₂2
* m₁ και m₂ είναι οι μάζες των αντικειμένων
* V₁ και V₂ είναι οι αρχικές ταχύτητες των αντικειμένων
2. Τελική κινητική ενέργεια (ke₂): Υπολογίστε τη συνολική κινητική ενέργεια του συστήματος * μετά από τη σύγκρουση.
* Ke₂ =1/2 * (m₁ + m₂) * v²
* (m₁ + m₂) είναι η συνολική μάζα του συστήματος
* V είναι η τελική ταχύτητα των συνδυασμένων αντικειμένων (ή η τελική ταχύτητα κάθε αντικειμένου αν δεν κολλήσουν μαζί)
3. Απώλεια ενέργειας (ΔKE): Αφαιρέστε την τελική κινητική ενέργεια από την αρχική κινητική ενέργεια.
* Δe =ke₁ - ke₂
Παράδειγμα
Ας υποθέσουμε ότι έχουμε ένα αυτοκίνητο 2 kg (M₁) που ταξιδεύει στα 10 m/s (V₁) που συγκρούεται με ένα σταθερό αυτοκίνητο 1 kg (M₂) σε κατάσταση ηρεμίας (V₂ =0). Μετά τη σύγκρουση, τα δύο αυτοκίνητα κολλάνε μαζί και μετακινούνται με τελική ταχύτητα (V) 6,67 m/s.
1. ke₁:
* Ke₁ =1/2 * 2 kg * (10 m/s) ² + 1/2 * 1 kg * (0 m/s) ² =100 j
2. ke₂:
* Ke₂ =1/2 * (2 kg + 1 kg) * (6.67 m/s) ² =66.7 j
3. ΔKE:
* ΔKe =100 J - 66.7 J =33.3 J
Ως εκ τούτου, 33.3 joules μηχανικής ενέργειας χάθηκαν στη σύγκρουση. Αυτή η ενέργεια μετατράπηκε σε άλλες μορφές, όπως η θερμότητα, ο ήχος και η παραμόρφωση των αυτοκινήτων.
Βασικά σημεία
* Όσο μεγαλύτερη είναι η απώλεια ενέργειας, τόσο πιο ανελαστική είναι η σύγκρουση.
* Σε μια τέλεια ελαστική σύγκρουση, δεν υπάρχει απώλεια ενέργειας (ΔKe =0).
* Η απώλεια ενέργειας είναι πάντα θετική, καθώς κάποια κινητική ενέργεια χάνεται πάντα σε μια ανελαστική σύγκρουση.
