W zderzeniu doskonale sprężystym dwa ciała zderzają się i odbijają bez utraty energii kinetycznej. Przykład: dwie identyczne kule bilardowe uderzające z równą prędkością; wymieniają prędkości, zachowując całkowitą energię kinetyczną i pęd. Prędkość przedzderzeniowa kuli A (1 m/s) jest równa prędkości po zderzeniowej kuli B i odwrotnie, przy założeniu braku sił zewnętrznych i efektów rotacyjnych.
Piłeczka do ping-ponga
Piłeczka do ping-ponga odbija się, zachowując swoją energię kinetyczną i pęd przy każdym odbiciu. Im więcej energii potencjalnej zostanie przekazane piłce pingpongowej, tym większą osiągnie ona wysokość odbicia, przekształcając całą energię potencjalną w energię kinetyczną podczas zbliżania się do powierzchni ziemi z powodu siły grawitacji ciągnącej ją w dół. Spowoduje to uderzenie w ziemię, a piłka odbije się pionowo w strumieniu powietrza.
Siła grawitacji działająca w dół jest równa sile wywieranej przez strumień powietrza skierowany w górę. Energia kinetyczna piłki, pęd i wysokość, na jaką piłka się odbija, zależy od energii potencjalnej piłki i spadku ciśnienia statycznego.
Ponadto piłeczka do ping-ponga jest lekka i sprężysta, traci jedynie niewielką ilość energii kinetycznej ze względu na mniejszą siła tarcia doświadczony. W związku z tym energia kinetyczna i pęd są zachowywane przez odbijającą się piłeczkę pingpongową.
Uderzenie w kulki
Marmur kojarzy się z energia potencjalna przy podnoszeniu go na określoną wysokość. Ta energia potencjalna jest zamieniana na energię kinetyczną, czyli energię ruchu.
Kredytowych Image: pixabay
Energia kinetyczna jest uwalniana po uderzeniu w kulkę utrzymywaną stabilnie w środku. Po uderzeniu energia kinetyczna uwolnionej kulki jest przenoszona na kulkę na ziemi i przemieszcza się wraz z ilością energii kinetycznej, którą otrzymuje.
Kołyska Newtona
Kołyska Newtona jest doskonałym przykładem zderzenie sprężyste, ponieważ zachowuje oba pędy i energia. Bobby wiszące na kołysce na sznurku o jednakowej długości składają się z równych mas. Zwykle kołyska Newtona ma pięć bobów.
Kiedy jeden podskok z rogu otrzymuje pęd, przekazuje energię w postaci energii potencjalnej i uwalnia ją z powrotem, kołysząc w powietrzu podskokiem na końcu rzędu i ponownie przekazując energię potencjalną do podskoków w środku . W ten sposób zachowane jest również zachowanie energii, która została kiedyś przekazana kołysce i pędowi bobów.
Aby zderzenie kulek było idealnie sprężyste, pęd i energia związane z kulkami muszą być takie same nawet po zderzeniu, co można sformułować dla kołyski Newtona w poniższym równaniu:
Ponieważ, m1=m2=m3=m4=m5=m i istnieje energia kinetyczna związana z bobami 2,3 i 4 prędkość bobu 2-4 jest równa zeru. A początkowa prędkość boba 5 wynosi zero, a po zderzeniu prędkość boba 1 staje się zerowa.
Dlatego
mu1= mv5
Pęd i energia kinetyczna boba 1 i boba 5 są takie same, ponieważ są one zachowywane przez boba w ich środku.
Zderzenie kul bilardowych
Celując w kulę bilardową kijem bilardowym, energia kinetyczna jest przekazywana piłce, dzięki czemu zaczyna przyspieszać i zderza się z piłką docelową. Podczas zderzenia energia kinetyczna jest przenoszona na kulę docelową i jest skierowany w stronę kieszeni.
Carrom
Kiedy napastnik uderza w carrommen, energia kinetyczna i pęd uderzającego są przenoszone na karommeny. Po zdobyciu energii kinetycznej carrommen przemieszcza się dalej w kierunku otworu siatki w desce do carom.
Rozpraszanie Compton
To jest przykład zderzenia fotonów ze stabilnie naładowaną cząstką. Zbliżający się z nieskończoności foton uderza w naładowaną cząstkę posiadającą energię:-
Efoton=hc/λ
Podczas zderzenia z naładowaną cząsteczką energia kinetyczna fotonu jest przenoszona na naładowaną cząsteczkę, która jest następnie odrzucana przez cząstkę, a pozostała energia jest rozpraszana przez cząstkę uwalniającą foton.
Zmiana w długość fali fotonu przed i po zderzeniu określa równanie:-
W zderzeniu tym zachowywany jest pęd i energia fotonu, stąd zderzenie sprężyste.
Trampolina
Osoba skacząca na trampolinie zyskuje energię potencjalną dzięki elastyczności trampoliny, która wyrzuca ciało w powietrze, zamieniając tę energię potencjalną na energię kinetyczną, która wprawia ciało w ruch.
Ta energia kinetyczna jest ponownie przekształcana w energię potencjalną, gdy ciało osiąga wysokość, na której cała energia kinetyczna jest przekształcana w energię potencjalną, a zatem następuje przerwa na kilka milisekund w powietrzu, zanim ciało zacznie powracać w dół z powodu efektu powaga.
Energia ciała i pęd jest zachowany podczas skakania na trampolinie, stąd przykład idealnie sprężystej kolizji.
Poduszki powietrzne
Cząsteczki w powietrzu poruszają się w przypadkowych ruchach ze względu na dużą separację między nimi. Wraz ze wzrostem temperatury układu wzrasta zwinność cząsteczek w powietrzu i istnieje więcej szans na kolizja spowodowana losowością ruchu cząsteczek.
Cząsteczki te bombardują się nawzajem w powietrzu, uwalniając i zyskując równą ilość energii w zależności od mas cząsteczkowych i rozpraszając się, utrzymując równoważną miarę energii kinetycznej i pędu, która była przed zderzeniem cząsteczek.
Czytaj więcej na Ponad 15 przykładów kolizji elastycznych: szczegółowe fakty i często zadawane pytania.
Często Zadawane Pytania
Co to jest kolizja idealnie elastyczna?
Jeśli cząstka podczas zderzenia zachowuje swoją energię kinetyczną i pęd, nazywa się to zderzeniem elastycznym.
W zderzeniu idealnie sprężystym energia kinetyczna i pęd cząstki nie zmieniają się po zderzeniu.
Czy energia kinetyczna zmienia się po zderzeniu w idealnie sprężystym zderzeniu?
Nie, nie zmienia się po zderzeniu w idealnie sprężystym zderzeniu.
Energia kinetyczna nie przekształca się w żadną inną formę energii i żadna energia kinetyczna nie jest tracona podczas zderzenia.
Czym różni się zderzenie sprężyste od zderzenia doskonale sprężystego?
Oba rodzaje zderzeń są zderzeniami elastycznymi, stąd wiemy, że energia kinetyczna, a także pęd, są w tym procesie zachowane.
Ale w przypadku zderzenia doskonale sprężystego nie ma żadnej utraty energii kinetycznej; tak nie jest w przypadku zderzenia sprężystego.
Jak zminimalizować siłę działającą na obiekt podczas zderzenia?
Im mniejsza energia kinetyczna obiektu, tym mniejsze będzie uderzenie obiektu podczas zderzenia.
Siłę można zminimalizować poprzez skrócenie czasu potrzebnego do zderzenia obiektu, czyli poprzez zmniejszenie prędkości obiektu.
- 29 Przykład prawa zachowania masy: szczegółowe wyjaśnienia
- 7 hydrofilowych przykładów: szczegółowe fakty, które powinieneś znać!
- Ponad 31 przykładów energii jądrowej: szczegółowe fakty
- 13 Przykład fali podłużnej: szczegółowe wyjaśnienia
- Jak odwrócić kierunek wiercenia: nauka za tym
- Zakręć wiertarką udarową: dlaczego, jak naprawić (nauka za!)
Przeczytaj także:
- Przykłady siły magnetycznej szczegółowe spostrzeżenia
- Przykłady egzotermiczne
- Przykłady tarcia ślizgowego
- Przykłady reakcji egzotermicznych
- Przykłady ruchu okresowego
- Doskonale niesprężyste przykłady zderzeń
- Przykłady tarcia statycznego
- Przykłady polarnych wiązań kowalencyjnych
- Konserwatywne przykłady siły
- Przykłady aktywnego transportu cząsteczek
Cześć, jestem Akshita Mapari. Zrobiłem mgr. w fizyce. Pracowałem przy projektach takich jak Modelowanie numeryczne wiatrów i fal podczas cyklonu, Fizyka zabawek i zmechanizowanych maszyn dreszczowych w parkach rozrywki w oparciu o mechanikę klasyczną. Ukończyłem kurs na Arduino i zrealizowałem kilka mini projektów na Arduino UNO. Zawsze lubię odkrywać nowe obszary w dziedzinie nauki. Osobiście uważam, że nauka jest bardziej entuzjastyczna, gdy uczy się ją kreatywnie. Poza tym lubię czytać, podróżować, brzdąkać na gitarze, identyfikować skały i warstwy, fotografować i grać w szachy.
