Μια σφαίρα μάζας 0,012 kg και η αρχική ταχύτητα 400 ms διεισδύει σε ένα αρχικά σταθερό ποπ μπορεί 0,047 αναδύεται με 290 πόσο γρήγορα είναι η κίνηση μετά την εμφάνιση;
Κατανόηση των εννοιών
* ορμή: Η ορμή είναι ένα μέτρο της μάζας ενός αντικειμένου σε κίνηση. Υπολογίζεται ως μάζα (m) πολλαπλασιασμένη με ταχύτητα (V):P =MV
* Διατήρηση της ορμής: Σε ένα κλειστό σύστημα (όπου δεν υπάρχει νόμος περί εξωτερικών δυνάμεων), η συνολική ορμή πριν από μια σύγκρουση ισούται με τη συνολική ορμή μετά τη σύγκρουση.
Εφαρμογή των εννοιών
1. Προσδιορίστε το σύστημα: Το σύστημα αποτελείται από τη σφαίρα και το ποπ μπορεί.
2. Καθορίστε τις αρχικές και τελικές καταστάσεις:
* Αρχική κατάσταση: Πριν από τη σύγκρουση, η σφαίρα έχει ορμή και το ποπ μπορεί να είναι σε ηρεμία.
* Τελική κατάσταση: Μετά τη σύγκρουση, η σφαίρα και η ποπ μπορούν να κινηθούν μαζί με μια κοινή ταχύτητα.
3. Ρυθμίστε την εξίσωση διατήρησης της ορμής:
* Συνολική αρχική ορμή =Συνολική τελική ορμή
* m₁v₁ + m₂v₂ =(m₁ + m₂) v₃
όπου:
* m₁ =μάζα της σφαίρας (0,012 kg)
* V₁ =αρχική ταχύτητα της σφαίρας (400 m/s)
* m₂ =μάζα του ποπ μπορεί (θα πρέπει να το βρούμε)
* V₂ =Αρχική ταχύτητα του Pop Can (0 m/s)
* V₃ =Τελική ταχύτητα της σφαίρας και της ποπ μπορεί μαζί (290 m/s)
4. Επίλυση για τη μάζα του ποπ δοχείο (m₂):
* 0,012 kg * 400 m/s + 0 =(0,012 kg + m₂) * 290 m/s
* 4,8 kg * m/s =(0,012 kg + m₂) * 290 m/s
* m₂ =(4,8 kg* m/s/290 m/s) - 0,012 kg
* m₂ ≈ 0,015 kg
5. Η τελική απάντηση: Το ποπ μπορεί να κινείται σε 290 m/s Μετά την εμφάνιση της σφαίρας.
Σημαντική σημείωση: Αυτός ο υπολογισμός υποθέτει ότι η σφαίρα και το ποπ μπορούν να κινηθούν μαζί ως μία μονάδα μετά την εμφάνιση της σφαίρας. Στην πραγματικότητα, μπορεί να υπάρξει κάποια ενέργεια που χάθηκε για την παραμόρφωση του ποπ δοχείο και τη θερμότητα, γεγονός που θα μειώσει ελαφρώς την τελική ταχύτητα.
