Collisions élastiques sont ceux dans lesquels les deux élan et l'énergie cinétique sont conservées. Pas de collisions dans le monde réel sont vraiment élastique - ils perdent de l'énergie que le son, la chaleur ou de travail (tels que la déformation du métal dans une collision de véhicules). L'un des exemples les plus mesurables est le jouet de bureau qui se compose de billes d'acier se balancent dans l'autre. Voilà pourquoi il oscille si longtemps avant d'arrêter. Les équations relatives à la conservation de l'élan et de l'énergie cinétique vont aider à résoudre les problèmes d'élasticité-collision.
Instructions
1 Considérons deux objets qui entrent en collision. La première a une masse de M1 et le second a une masse de M2. Dans un premier temps, le premier a impulsion P1 et la vitesse V1. La seconde a impulsion P2 et de la vitesse V2. Après qu'ils entrent en collision, le premier objet a impulsion P3 et V3 de vitesse tandis que le second a l'élan P4 et la vitesse V4. Masse reste la même.
2 Définir l' élan que la
vitesse de masse. L'élan initial du premier objet est donc M1 V1 et de la seconde M2 V2. Après la collision, l'élan de la première est M1 V3 et de la seconde est M2 V4. Parce que l' élan est conservée: M1 + M2 V1 V2 = M1 + M2 V3 * V4.
3 Résoudre une collision élastique à une dimension, ce qui signifie que deux objets entrent en collision tête. Une voiture de 1000 kg se déplaçant à 10 mètres / seconde (environ 22 mph) frappe un piéton de 50 kilogrammes (110 livres). La voiture transfère un dixième de son élan pour le piéton. Ce qui se produit? L'élan initial du piéton est de 0 m
100 kg = 0 kg m / s / s. La voiture de 1000 kg est de 10 m / s = 10,000 kg m / s. Après la collision, la voiture a l' élan de 9/10 10.000 kg m / s qui est de 9.000 kg m / s. Le piéton a absorbé 1.000 kg m / s de vitesse. Pour la voiture, 9.000 kg m / s = 1000 kg V3. La résolution de V3, on obtient 9 m / s, ce qui est environ 20 mph. Pour le piéton, 1000 kg m / s = 50 kg V4 et V4 est de 20 m / s (environ 45 mph). Dans ce cas, la voiture va jeter le piéton à deux fois sa vitesse initiale.
4 Prenons le cas du jouet en acier-ball. Chaque bille d'acier a la même masse, et l'élan est maintenu. De la définition de l'élan, nous pouvons voir que, par conséquent la vitesse est également retenu - si nous supposons que la collision est parfaitement élastique. Si nous laissons tomber une boule, l'élan sera transféré à travers les boules moyennes à la dernière balle sur l'autre extrémité, qui sera ensuite voler avec la même vitesse. Si nous laissons tomber deux boules, deux balles sur l'autre extrémité vont voler avec la même vitesse. Dans la pratique, l'énergie est perdue au frottement et à son si les boules ne seront pas claquer toujours.
Conseils et avertissements
- Dans une dimension, il est également possible d'avoir un objet rebond de l'autre, dans ce cas, vous devez tenir compte des valeurs négatives de la vitesse.
- Pour des problèmes à deux dimensions, vous devez mesurer l'angle de braquage et les valeurs X et Y des vecteurs initiaux et finaux vitesse. Pour des problèmes en trois dimensions, jeter dans l'axe Z.
- Le transfert effectif de l'élan d'un objet à un autre est extraordinairement difficile à calculer dans les collisions élastiques. Il est généralement donné dans de tels problèmes.