Bei einem Touchdown-Versuch läuft ein 95,0-kg-Rücklauf mit 3,75 m / s in Richtung Endzone. Ein 111 kg schwerer Linebacker, der sich mit 4,10 m / s bewegt, trifft den Läufer bei einem Frontalzusammenstoß. Wenn die beiden Spieler zusammenhalten, wie hoch ist ihre Geschwindigkeit unmittelbar nach der Kollision?

Antworten:

# v = 0,480 ms ^ (-1) # in die Richtung, in die sich der Linebacker bewegte.

Erläuterung:

Die Kollision ist unelastisch, da sie zusammenhalten. Das Moment bleibt erhalten, die kinetische Energie nicht.

Ermitteln Sie den Anfangsimpuls, der dem Endimpuls entspricht, und verwenden Sie diesen, um nach der Endgeschwindigkeit zu suchen.

Anfangsmoment.

Linebacker und Runner bewegen sich in entgegengesetzte Richtungen… wählen Sie eine positive Richtung.Ich nehme die Richtung des Linebackers als positiv an (er hat größere Masse und Geschwindigkeit, aber Sie können die Richtung des Läufers als positiv nehmen, wenn Sie möchten, seien Sie einfach konsistent).

Bedingungen: #Pi#Gesamtanfangsimpuls; # p_l #Linebackers Momentum; # p_r #Läufer Schwung.

#p_i = p_l + p_r = 111 × 4,10 + 95,0 × (-3,75) = 455,1 - 356,25 = 98,85 kg.ms ^ (- 1) #

Das ist, # 98.85 kg.m.s ^ (- 1) # in Richtung des Linebackers, weil der Wert ist positiv.

Impulserhaltung anwenden.

Gesamtendmoment, #p_f = p_i #.

Läufer und Linebacker "kleben" zusammen, so dass sich ihre Massen verbinden. Nach der Kollision bewegt sich nur ein Objekt (d. H. Linebacker + Läufer). So jetzt:

#p_f = m_ (l + r) × v_ (l + r) v_ (l + r) = p_f / m_ (l + r) #

#v_ (l + r) = 98,85 / (111 + 95) = 0,480 ms · (- 1) #

Die Geschwindigkeit ist positiv und zeigt an, dass sich die beiden in die Richtung bewegen, in die sich der Linebacker bewegt hat.