Eine Kugel mit einer Masse von 3 kg rollt mit 3 m / s und kollidiert elastisch mit einer ruhenden Kugel mit einer Masse von 1 kg. Wie sind die Geschwindigkeiten der Kugeln nach dem Zusammenstoß?

Antworten:

Gleichungen der Energie- und Impulserhaltung.

# u_1 '= 1.5m / s #

# u_2 '= 4.5m / s #

Erläuterung:

Wie Wikipedia vorschlägt:

# u_1 '= (m_1 - m_2) / (m_1 + m_2) * u_1 + (2m_2) / (m_1 + m_2) * u_2 = #

#=(3-1)/(3+1)*3+(2*1)/(3+1)*0=#

# = 2/4 * 3 = 1,5 m / s #

# u_2 '= (m_2-m_1) / (m_1 + m_2) * u_2 + (2m_1) / (m_1 + m_2) * u_1 = #

#=(1-3)/(3+1)*0+(2*3)/(3+1)*3=#

# = - 2/4 * 0 + 6/4 * 3 = 4,5 m / s #

Quelle der Gleichungen

Ableitung

Impuls- und Energieerhaltung:

Schwung

# P_1 + P_2 = P_1 '+ P_2' #

Da ist das Momentum gleich # P = m * u #

# m_1 * u_1 + m_2 * u_2 = m_1 * u_1 '+ m_2 * u_2' # - - - #(1)#

Energie

# E_1 + E_2 = E_1 '+ E_2' #

Da ist kinetische Energie gleich # E = 1/2 * m * u ^ 2 #

# 1/2 * m_1 * u_1 ^ 2 + 1/2 * m_2 * u_2 ^ 2 = 1/2 * m_1 * u_1 ^ 2 '+ 1/2 * m_2 * u_2 ^ 2' # - - - #(2)#

Sie können verwenden #(1)# und #(2)# die oben genannten Gleichungen zu beweisen. (Ich habe es versucht, habe aber zwei Lösungen bekommen, was nicht stimmt)

N Kugeln mit einer Masse m werden mit einer Geschwindigkeit v m / s mit einer Geschwindigkeit von n Kugeln pro Sekunde auf eine Wand abgefeuert. Wenn die Kugeln vollständig von der Mauer gestoppt werden, ist die Reaktion der Mauer auf die Kugeln?

Nmv Die Reaktion (Kraft), die die Wand bietet, ist gleich der Änderungsgeschwindigkeit des Momentes der Kugeln, die die Wand treffen. Daher ist die Reaktion = frac { text {final momentum} - text {initial momentum}} { text {time}} = frac {N (m (0) -m (v))} {t} = { N} / t (-mv) = n (-mv) quad (N / t = n = text {Anzahl der Kugeln pro Sekunde}) = -nmv Die entgegengesetzte Richtung der Wand ist = nmv

Eine Kugel mit einer Masse von 2 kg rollt mit 9 m / s und kollidiert elastisch mit einer ruhenden Kugel mit einer Masse von 1 kg. Wie sind die Geschwindigkeiten der Kugeln nach dem Zusammenstoß?

Kein Abbruch (v_1 = 3 m / s) Kein Abbruch (v_2 = 12 m / s) Die Geschwindigkeit nach der Kollision der beiden Objekte wird unten erläutert: Farbe (rot) (v'_1 = 2,64 m / s, v ' _2 = 12,72 m / s) "Verwenden Sie das Gespräch des Impulses" 2 * 9 + 0 = 2 * v_1 + 1 * v_2 18 = 2 * v_1 + v_2 9 + v_1 = 0 + v_2 v_2 = 9 + v_1 18 = 2 * v_1 + 9 + v_1 18-9 = 3 * v_1 9 = 3 * v_1 v_1 = 3 m / s v_2 = 9 + 3 v_2 = 12 m / s Da es zwei Unbekannte gibt, bin ich mir nicht sicher, wie Sie das oben genannte lösen können ohne Gebrauch, Impulserhaltung und Energieerhaltung (elastische Kollision). Die Kombination

Eine Kugel mit einer Masse von 5 kg rollt mit 3 m / s und kollidiert elastisch mit einer ruhenden Kugel mit einer Masse von 2 kg. Wie sind die Geschwindigkeiten der Kugeln nach dem Zusammenstoß?

V_1 = 9/7 m / s v_2 = 30/7 m / s 5 * 3 + 0 = 5 * v_1 + 2 * v_2 15 = 5 * v_1 + 2 * v_2 "(1) 3 + v_1 = 0 + v_2 "(2)" color (red) "" die Summe der Geschwindigkeiten von Objekten vor und nach der Kollision muss gleich sein "" "schreibe" v_2 = 3 + v_1 "bei (1)" 15 = 5 * v_1 + 2 * ( 3 + v_1) 15 = 5.v_1 + 6 + 2 * v_1 15-6 = 7 * v_1 9 = 7 * v_1 v_1 = 9/7 m / s verwenden: "(2)" 3 + 9/7 = v_2 v_2 = 30/7 m / s