8 أمثلة على التصادمات المرنة تمامًا
1. تصطدم كرتان، أ و ب، كتلة كل منهما 200 غرام، اصطدامًا مرنًا تمامًا. إذا كانت الكرة أ تتحرك قبل التصادم بسرعة 10 م/ث، وكانت الكرة ب ساكنة، فإن سرعة كل من الكرتين أ و ب بعد التصادم هي...
مناقشة
معروف :
كتلة الكرة أ (م)A) = 200 غرام = 0,2 كيلوغرام
كتلة الكرة B (م)B) = 200 غرام = 0,2 كيلوغرام
سرعة الكرة أ قبل التصادم (v)A) = 10 م/ث
سرعة الكرة B قبل التصادم (v)B) = 0
سأل سرعة الكرة أ (v)A') والكرة ب (vBبعد التصادم
جواب :
في تصادم مرن تمامًاإذا كان الجسم B قبل التصادم لا يزال (vB إذا كانت قيمة v تساوي صفرًا، فإن الجسم A يبقى بعد التصادم (v).A' = 0) ويتحرك الجسم B مع سرعة وهي تساوي سرعة الجسم أ قبل التصادم (v).B' = vA).
vA' = vB = 0
vB' = vA = 10 م / ث
2. كرتان زجاجيتان A وB لهما نفس الكتلة، تتحركان باتجاه بعضهما البعض وتصطدمان اصطدامًا مرنًا. قبل الاصطدام، تتحرك الكرة A بسرعة 8 م/ث، وتتحرك الكرة B بسرعة 12 م/ث. ما مقدار واتجاه سرعة الكرتين A وB بعد الاصطدام؟
مناقشة
معروف :
كتلة الرخام أ (مA) = م
كتلة الرخام ب (مB) = م
سرعة الكرة الرخامية A قبل التصادم (v)A) = -8 م/ث
سرعة الكرة الرخامية B قبل التصادم (v)B) = 12 م/ث
تم تحديد سرعة الكرتين بالقيمة الموجبة والسالبة، مما يشير إلى أن اتجاه الحركة أو اتجاه سرعة الجسمين متعاكسان.
سأل مقدار واتجاه سرعة الكرة الرخامية A (vA') والرخام ب (vBبعد التصادم
جواب :
في حالة التصادم المرن تمامًا، إذا كانت كتل الجسمين المتصادمين متساوية، فإن سرعة الجسم أ بعد التصادم (v)A') = سرعة الجسم B قبل التصادم (vB) وسرعة الجسم B بعد التصادم (vB') = سرعة الجسم أ قبل التصادم (vA).
ماذا عن اتجاه حركة أو سرعة الأجسام؟ إذا كان الجسم أ يتحرك إلى اليمين والجسم ب يتحرك إلى اليسار قبل التصادم، فماذا عن اتجاه حركة الجسم أ بعد التصادم؟A' = – vB) ويتحرك الجسم ب إلى اليمين (vB' = vA).
للكرتين نفس الكتلة وتتصادمان بشكل مرن تمامًا بحيث تتبادل الكرتان السرعة.
vA' = -vB = -12 م/ث
vB' = vA = 8 م / ث
تشير الإشارات الموجبة والسالبة إلى أنه بعد التصادم، يكون اتجاه سرعة الكرة الرخامية A معاكساً لاتجاه سرعة الكرة الرخامية B.
3. يتحرك جسمان، أحدهما (أ) كتلته 2 كجم والآخر (ب) كتلته 4 كجم، باتجاه بعضهما البعض، بسرعة الجسم (أ) 10 م/ث وسرعة الجسم (ب) 20 م/ث. إذا اصطدم الجسمان اصطدامًا مرنًا تمامًا، فإن سرعة الجسم (أ) والجسم (ب) بعد التصادم هي...
مناقشة
معروف :
كتلة الجسم أ (م)A) = 2 كجم
كتلة الجسم ب (م)B) = 4 كجم
سرعة الجسم أ قبل التصادم (v)A) = 10 م/ث
سرعة الجسم B قبل التصادم (v)B) = 20 م/ث
سأل سرعة الجسم أ (v)A') والجسم ب (vBبعد التصادم
جواب :
إذا كانت الأجسام التي تصطدم تصادماً مرناً لها كتل مختلفة، وكان الجسمان يتحركان باتجاه بعضهما البعض بسرعة معينة، فإن سرعة الجسمين بعد التصادم تُحسب باستخدام المعادلة التالية:
سرعة الجسم أ بعد التصادم هي:
بعد الاصطدام، يتحرك الجسمان بعيدًا عن بعضهما البعض.
4. جسم كتلته 100 غرام يتحرك بسرعة 20 م/ث يصطدم بجدار اصطدامًا مرنًا تمامًا. مقدار واتجاه سرعة الجسم بعد الاصطدام هما...
مناقشة
معروف :
كتلة الجسم (م)A) = 100 غرام = 0,1 كيلوغرام
كتلة الجدار (مB) = لانهائي (يُعتبر أن للجدار كتلة لانهائية)
سرعة الجسم قبل التصادم (v)A) = 20 م/ث
سرعة الجدار قبل الاصطدام (v)B) = 0
سأل مقدار واتجاه سرعة الجسم بعد التصادم
جواب :
إذا كان vB = 0, مA صغير جدًا و م2 إذا كانت قيمة كبيرة جدًا، فبحل المعادلة أعلاه نحصل على vA' = -vA و v2' = 0. تشير الإشارات الموجبة والسالبة إلى اتجاهات حركة معاكسة للجسم.
إذن، مقدار سرعة الجسم بعد التصادم (v A ') هو -20 م/ث، ومقدار سرعة الجدار بعد التصادم هو صفر. ويكون اتجاه سرعة الجسم بعد التصادم معاكساً لاتجاه سرعته قبل التصادم. فإذا كان الجسم يتحرك إلى اليمين قبل التصادم، فإنه يتحرك إلى اليسار بعد التصادم، والعكس صحيح.
5. يتحرك الجسمان أ و ب باتجاه بعضهما البعض. إذا كانت mA = مB فيA = 4 م/ث، vB إذا كانت سرعة A و B تساوي 3 م/ث والأرضية زلقة، فما هي سرعة A و B بعد تصادم مرن تمامًا؟
أ. 3 م/ث إلى اليسار و 4 م/ث إلى اليمين
ب. 3 م/ث إلى اليمين و 4 م/ث إلى اليمين
ج. 3 م/ث إلى اليسار و 4 م/ث إلى اليسار
د. 3 م/ث إلى اليسار و3 م/ث إلى اليمين
شرقاً: 4 م/ث إلى اليسار و4 م/ث إلى اليمين
مناقشة :
معروف :
vA = 4 م/ث، vB = 3 م / ث
سأل :
vAو vB"؟
جواب :
في تصادم مرن تمامًاإذا كانت كتلة الجسمين متساوية، فعند اصطدامهما، يتبادل الجسمان سرعتهما.
vA' = 3 م/ث و vB' = 4 م/ث
إذا تحرك الجسم (أ) إلى اليسار قبل التصادم، فإنه يتحرك إلى اليمين بعد التصادم. وبالمثل، إذا تحرك الجسم (ب) إلى اليمين قبل التصادم، فإنه يتحرك إلى اليسار بعد التصادم. قبل التصادم وبعده، يتحرك الجسمان في اتجاهين متعاكسين.
الإجابة الصحيحة هي أ.
6. مA = 2 كجم و مB تتحرك كتلتان وزنهما 1 كجم باتجاه بعضهما البعض بسرعة vA = 2 م/ث و vB = 3 م/ث. اصطدمت الكرتان اصطدامًا مرنًا تمامًا. ما سرعة الكرة أ مباشرةً بعد التصادم؟
أ. 1/2 م/ث
ب. 2/3 م/ث
ج. 1 م/ث
د. 3/2 م/ث
هـ. 2 م/ث
مناقشة :
معروف :
mA = 2 كجم، مB = 1 كجم، vA = 2 م/ث، vB = 3 م / ث
سأل :
vA"؟
جواب :
إذا كانت الأشياء متبادلة تصادم مرن تمامًا لهما كتلتان مختلفتان، لذلك لا يتبادل الجسمان السرعات مع بعضهما البعض.
يتم حساب سرعة كل جسم بعد التصادم باستخدام الصيغة التالية:
الإجابة الصحيحة هي ب.
7. تتحرك الكرة أ في خط مستقيم بمعدل ثابت إلى اليمين بسرعة ابتدائية قدرها 1 م/ث وتسارع قدره 1 م/ث².2بعد تحرك الكرة A لمدة ثانيتين، تصطدم بالكرة B الساكنة. إذا كان التصادم مرنًا تمامًا وكانت كتلة كلتا الكرتين متساوية، فإن سرعة الكرتين A وB بعد التصادم هي...
أ. ضدA` = 0 و vB` = 3 م/ث
ب. الخامسA` = 2 م/ث و vB` = 3 م/ث
ج. ضدA` = 3 م/ث و vB` = 0 م/ث
د. ضدA` = 3 م/ث و vB` = 2 م/ث
هـ.A` = 4 م/ث و vB` = 2 م/ث
مناقشة :
معروف :
بيانات حركة الكرة أ:
vo = 1 م/ث، a = 1 م/ث2، t = ثانيتان، vt =؟
بيانات التصادم:
vA = ؟ ، vB = 0, مA = مB
سأل :
vAو vB'
جواب :
سرعة الكرة أ قبل التصادم مباشرة (v)A):
vt = الخامسo + at = 1 + (1)(2) = 1 + 2 = 3 م/ث
لذا vA = 3 م / ث
كتلة الكرتين متساوية، لذا تتبادل الكرتان السرعة مع بعضهما البعض.
vA' = 0 و vB' = 3 م/ث
قبل التصادم، تتحرك الكرة أ إلى اليمين، وبعد التصادم، تبقى الكرة أ ثابتة. قبل التصادم، تبقى الكرة ب ثابتة، وبعد التصادم، تتحرك الكرة ب إلى اليمين.
الإجابة الصحيحة هي أ.
8. إذا تحركت كرتان متطابقتان باتجاه بعضهما البعض بنفس السرعة على مسار مستقيم واصطدمتا، فإن إحدى الكرتين ستطلق بعضًا من طاقتها وستتلقى الكرة الأخرى نفس القدر من الطاقة.
لأن
يضمن قانون حفظ الطاقة أن تظل الطاقة الحركية الكلية للكرتين دون تغيير.
مناقشة
العبارة المذكورة أعلاه صحيحة إذا كان نوع التصادم مرنًا تمامًا.
مصدر السؤال:
أسئلة امتحان الفيزياء الوطني لطلاب المرحلة الثانوية العليا/المهنية
أسئلة الفيزياء من SBMPTN
