Wenn sich ein Wagen in Ruhe befand und von einem anderen Wagen gleicher Masse getroffen wurde, wie würden dann die Endgeschwindigkeiten für einen vollkommen elastischen Zusammenstoß aussehen? Für eine perfekt unelastische Kollision?

Wenn sich ein Wagen in Ruhe befand und von einem anderen Wagen gleicher Masse getroffen wurde, wie würden dann die Endgeschwindigkeiten für einen vollkommen elastischen Zusammenstoß aussehen? Für eine perfekt unelastische Kollision?
Anonim

Antworten:

Für eine perfekt elastische Kollision sind die Endgeschwindigkeiten der Wagen jeweils die Hälfte der Geschwindigkeit der Anfangsgeschwindigkeit des fahrenden Wagens.

Für eine perfekt unelastische Kollision ist die Endgeschwindigkeit des Wagensystems die Hälfte der Anfangsgeschwindigkeit des fahrenden Wagens.

Erläuterung:

Für eine elastische Kollision verwenden wir die Formel

#m_ (1) v_ (1i) + m_ (2) v_ (2i) = m_ (1) v_ (1f) + m_ (2) v_ (2f) #

In diesem Szenario wird das Momentum zwischen den beiden Objekten beibehalten.

Wenn beide Objekte die gleiche Masse haben, wird unsere Gleichung

#m (0) + mv_ (0) = mv_ (1) + mv_ (2) #

Wir können m auf beiden Seiten der Gleichung aufheben, um zu finden

#v_ (0) = v_1 + v_2 #

Für eine perfekt elastische Kollision sind die Endgeschwindigkeiten der Wagen jeweils die Hälfte der Geschwindigkeit der Anfangsgeschwindigkeit des fahrenden Wagens.

Für unelastische Kollisionen verwenden wir die Formel

#m_ (1) v_ (1i) + m_ (2) v_ (2i) = (m_ (1) + m_2) v_ (f) #

Durch die Verteilung der # v_f #und dann m aufheben, finden wir

# v_2 = 2v_f #

Dies zeigt uns, dass die Endgeschwindigkeit des Zwei-Wagen-Systems 1/2 der Geschwindigkeit des anfänglichen fahrenden Wagens beträgt.

Antworten:

Bei einer perfekt elastischen Kollision bleibt der ursprünglich bewegte Wagen stehen, während der andere Wagen sich mit Geschwindigkeit bewegt # v # (d. h. die Geschwindigkeiten werden ausgetauscht.

Für eine perfekt unelastische Kollision bewegen sich beide Wagen mit einer gemeinsamen Geschwindigkeit von # v / 2 #

Erläuterung:

Impulserhaltung führt zu

# m_1 v_ (1i) + m_2 v_ (2i) = m_1 v_ (1f) + m_2 v_ (2f) #

Da bei diesem Problem # m_1 = m_2 = m #, #v_ (1i) = 0 # und #v_ (2i) = v #, wir haben

#v = v_ (1f) + v_ (2f) #

Dies gilt sowohl für elastische als auch für unelastische Kollision.

Perfekt elastischer Zusammenstoß

Bei einer vollkommen elastischen Kollision ist die relative Geschwindigkeit der Trennung dieselbe wie die Annäherung (mit negativem Vorzeichen).

So.

#v_ (2f) -v_ (1f) = v_ (1i) -v_ (2i) = -v #

Somit #v_ (2f) = 0, v_ (2i) = v #

** Perfekt unelastische Kollision #

Bei einer vollkommen unelastischen Kollision bleiben die beiden Körper so zusammen

#v_ (1f) = v_ (2f) = 1/2 (v_ (1f) + v_ (2f)) = 1/2 v #