Σε ένα απομονωμένο σύστημα δύο αυτοκίνητα το καθένα με μάζα 2500 kg συγκρούονται. Το αυτοκίνητο 1 είναι αρχικά σε κατάσταση ηρεμίας, ενώ 2 κινούνταν 20 ms. Ποια είναι η ταχύτητά τους μετά τη σύγκρουση;
Κατανόηση των εννοιών
* Διατήρηση της ορμής: Σε ένα απομονωμένο σύστημα (χωρίς εξωτερικές δυνάμεις), η συνολική ορμή πριν από μια σύγκρουση ισούται με τη συνολική ορμή μετά τη σύγκρουση.
* Τύποι συγκρούσεων:
* Τέλεια ελαστική σύγκρουση: Η κινητική ενέργεια διατηρείται.
* Τέλεια ανελαστική σύγκρουση: Τα αντικείμενα κολλάνε μαζί μετά τη σύγκρουση.
* ανελαστική σύγκρουση: Κάποια κινητική ενέργεια χάνεται (π.χ. ως θερμότητα ή ήχος).
Χρειαζόμαστε περισσότερες πληροφορίες για την επίλυση του προβλήματος!
Το πρόβλημα δεν καθορίζει τον τύπο σύγκρουσης. Γιατί αυτό έχει σημασία:
* Τέλεια ανελαστική σύγκρουση: Εάν τα αυτοκίνητα κολλήσουν μαζί, θα κινηθούν ως ενιαία μονάδα μετά τη σύγκρουση. Μπορούμε να εφαρμόσουμε άμεσα τη διατήρηση της ορμής για να βρούμε την τελική ταχύτητά τους.
* ελαστική ή ανελαστική σύγκρουση: Εάν η σύγκρουση δεν είναι απόλυτα ανελαστική, χρειαζόμαστε περισσότερες πληροφορίες (όπως η τελική ταχύτητα ενός από τα αυτοκίνητα) για να καθορίσουμε τις τελικές ταχύτητες.
Ας λύσουμε για μια τέλεια ανελαστική σύγκρουση:
1. ορμή πριν:
* Αυτοκίνητο 1:0 kg* m/s (σε ηρεμία)
* CAR 2:(2500 kg) * (20 m/s) =50.000 kg * m/s
* Συνολική ορμή πριν:50.000 kg* m/s
2. ορμή μετά από:
* Ας είναι η τελική ταχύτητα της συνδυασμένης μάζας.
* Συνολική μάζα:2500 kg + 2500 kg =5000 kg
* Συνολική ορμή μετά από:(5000 kg) * v
3. Διατήρηση της ορμής:
* 50.000 kg * m/s =(5000 kg) * v
* V =10 m/s
Επομένως, εάν η σύγκρουση είναι απόλυτα ανελαστική, η τελική ταχύτητα των δύο αυτοκινήτων που έχουν κολλήσει είναι 10 m/s.
Εάν η σύγκρουση είναι ελαστική ή ανελαστική, θα χρειαζόμασταν περισσότερες πληροφορίες για να λύσουμε τις τελικές ταχύτητες.
