coliziuni elastice si inelastice este fizica

Legea conservării energiei mecanice și legea conservării impulsului de a găsi soluții pentru a permite probleme mecanice în cazurile în care forțele care acționează sunt necunoscute. Un exemplu de astfel de probleme este impactul interacțiunii corpurilor.

Interacțiunea cu organismele de șoc au de multe ori să se ocupe în viața de zi cu zi în domeniu și în fizică (în special în fizică și un atom de particule elementare).

Stroke (sau coliziune) se numește interacțiune tranzitorie a organelor, ca urmare a care viteza lor prin schimbări semnificative. La momentul impactului dintre ele sunt forțe de șoc scurte, valoarea care este de obicei necunoscuta. Prin urmare, ciocanul nu poate fi văzut în mod direct prin interacțiunea dintre legile lui Newton. Aplicarea legilor de conservare a energiei și de impuls, în multe cazuri, pentru a elimina din luarea în considerare a procesului de coliziune în sine și pentru a obține relația dintre vitezele de corpuri, înainte și după coliziune, ocolind toate valorile intermediare ale acestor cantități.

Mecanicii sunt adesea folosite două modele de interacțiune șoc - coliziune complet elastică și complet neelastic.

Udaromnazyvayut este absolut interacțiune impact inelastic, în care corpul alăturat (Coalesce), unul cu altul și pentru a muta pe un singur corp.

Atunci când coliziune complet inelastică energie mecanică nu este conservată. Acesta este convertit parțial sau complet în energie internă a corpurilor (încălzire).

Un exemplu de impact complet inelastic poate servi gloanțe lovit (sau coajă) într-un pendul balistic. Pendulul este o cutie cu nisip de masă M. suspendat pe corzi (Fig. 1.21.1). Bullet masa m. zboară orizontal la rateaza cutia si blocat acolo. La deformarea pendulului poate determina viteza unui glonț.

Notăm cutie de viteză cu un glonț în ea blocată prin timp potrivit legii conservării impulsului

Dulcețuri gloanțe în nisip a fost o pierdere de energie mecanică:

Raportul M / (M + m) - proporția energiei cinetice a glonțului care a trecut în energia internă a sistemului:

Această formulă este aplicabilă nu numai la pendulul balistice, dar, de asemenea, la orice coliziune inelastică a două corpuri cu diferite mase.

aproape toată energia cinetică a trece glonț în energie internă. Când m = M

în energie internă devine jumătate din energia cinetică inițială. În cele din urmă, într-o coliziune neelastică a corpului în mișcare, cu o masă mare de masă corporală fixă ​​mică (m >> M) Raport

deplasarea în continuare a pendulului poate fi calculată folosind legea de conservare a energiei mecanice:

în cazul în care h - înălțimea maximă de ridicare pendul. Din aceste relații rezultă:

Prin măsurarea înălțimii h pe experiența ascensorului pendul, puteți determina viteza glonțului v.

În general, masa M1 și M2 bile care se ciocnesc pot fi inegale. Conform legii de conservare a energiei mecanice

Nu υ1 - prima treaptă de viteză înainte de coliziune mingii, viteza a doua minge υ2 = 0, u1 și u2 - bile de viteză după ciocnire. Legea conservării impulsului pentru viteze proiecțiilor pe axa de coordonate îndreptate de-a lungul primei viteza mingii înainte de impact, scrisă sub forma:

Avem un sistem de două ecuații. Acest sistem poate fi rezolvată pentru a găsi necunoscute viteză U1 și U2 bile după ciocnire:

În cazul special în care ambele bile au mase identice (m1 = m2), prima bila (u1 = 0) este oprit după coliziune, iar celelalte se deplasează cu o viteză u2 = υ1. t. e. schimb de bile viteze (și, prin urmare, impuls).

Dacă ciocnirea a doua minge a avut o viteză de zero (υ2 ≠ 0), atunci această problemă poate fi ușor redusă la cea precedentă printr-o tranziție într-un nou cadru de referință, care se mișcă uniform într-o linie dreaptă la o viteză de Y2 în raport cu sistemul „fix“. În acest sistem, a doua minge se sprijină înainte de coliziune, iar prima lege a compoziției vitezei are o viteză υ1 „= υ1 - υ2. După ce a definit prin formulele vitezei U1 și U2 bilele de mai sus după ciocnire în noul sistem, aveți nevoie pentru a face trecerea înapoi la sistemul „staționar“.

Astfel, folosind legile conservării energiei mecanice și impuls, viteza poate fi determinată după coliziune de bile în cazul în care acestea sunt cunoscute la viteza de coliziune.

Central (frontală) a lovit foarte rar pus în practică, mai ales în cazul unor coliziuni de atomi sau molecule. Când viteza de excentrică coliziune elastică a particulelor (sfere), înainte și după ciocnire nu este îndreptată de-a lungul aceleiași linii.

Un caz particular de excentrică coliziune impact elastic poate servi două bile de biliard de greutate egală, la una dintre care coliziune a fost fixată, iar a doua viteză nu urmărește linia centrală a bile (Fig. 1.21.3).