Qeyri-elastik toqquşmalar
Kinetik enerjinin qorunması qanunu qeyri-elastik toqquşmalarda tətbiq olunmur. İmpulsun qorunması qanunu qeyri-elastik toqquşmalarda yalnız iki toqquşan cisimə heç bir xarici qüvvə təsir etmədikdə tətbiq olunur. Qeyri-elastik toqquşmada iki cisim toqquşmadan sonra bir-birinə yapışır və ya bir-birinə yapışır.
Nümunə sual 1.
İki cisim eyni kütləyə, yəni 1 kq-a malikdir. 1-ci cisim düz müstəvidə 10 m/s sürətlə hərəkət edir və sükunətdə olan ikinci cisimlə toqquşur. Toqquşmadan sonra iki cisim bir-birinə yapışır. Toqquşmadan sonra iki cismin sürəti nə qədərdir?
Məlumdur:
m1 = 1 kq, m2 = 1 kq, v1 = 10 m/s, v2 = 0
Axtarılır : v'
Həll yolu:
m 1 v 1 + m 2 v 2 = (m 1 + m 2 ) v'
(1 kq)(10 m/s) + 0 = (1 kq + 1 kq) v'
10 kq m/s = (2 kq) v'
v' = 10 kq m/s : 2 kq = 5 m/s
Nümunə sual 2.
3 ms -1 sürətində hərəkət edən üç blok , sükunətdə olan başqa bir blokla toqquşur.
Toqquşma qeyri-elastikdir. Toqquşmadan sonra blokun sürətinin ən böyüyündən ən kiçiyinə doğru sırası ...
Həll yolu:
Şəkil 1:
Son impuls = ilkin impuls
m 1 v 1 + m 2 v 2 = (m 1 + m 2 ) v
(4m)(3) + (m)(0) = (4m + m) v
12m + 0 = (5m) v
12m = 5m v
v = 12m / 5m = 12/5 = 2.4 m/s
Şəkil 2:
Son impuls = İlkin impuls
m 1 v 1 + m 2 v 2 = (m 1 + m 2 ) v
(m)(3) + (3m)(0) = (m + 3m) v
3m + 0 = (4m) v
3m = 4m v
v = 3m / 4m = 3/4 = 0.75 m/s
Şəkil 3:
m 1 v 1 + m 2 v 2 = (m 1 + m 2 ) v
(m)(3) + (m)(0) = (m + m) v
3m + 0 = (2m) v
3m = 2m v
v = 3m / 2m = 3/2 = 1.5 m/s
Nümunə sual 3.
Aşağıdakı şəkildə göstərildiyi kimi, kütləsi m1 = 2 kq və kütləsi m2 = 1 kq olan iki top, v1 = 2 ms -1 və v2 = 4 ms -1 sürətləri ilə əks istiqamətdə hərəkət edir . Əgər toqquşma qeyri-elastikdirsə, toqquşmadan sonra hər iki topun sürəti nə qədərdir?
Məlumdur:
Topun kütləsi 1 (m1) = 2 kq
Topun kütləsi 2 (m2 ) = 1 kq
Toqquşmadan əvvəl 1-ci topun sürəti (v1 ) = 2 m/s
Toqquşmadan əvvəl 2-ci topun sürəti (v2 ) = -4 m/s
Artı və mənfi işarələri hər iki topun əks istiqamətdə hərəkət etdiyini göstərir.
İstənilən : Toqquşmadan sonra topların sürəti (v')
Həll yolu:
m 1 v 1 + m 2 v 2 = (m 1 + m 2 ) v'
(2)(2) + (1)(-4) = (2 + 1) v'
4 – 4 = (3) v'
0 = (3) v'
v' = 0
Nümunə sual 4.
Hər birinin kütləsi 1.5 kq olan iki cisim, A və B, v A = 4 ms -1 və v B = 5 ms -1 sürətləri ilə bir-birinə yaxınlaşırlar . Əgər toqquşma qeyri-elastikdirsə, toqquşmadan sonra hər iki cismin sürəti nə qədərdir?
Məlumdur:
A cisiminin kütləsi (m A ) = 1.5 kq
B cisiminin kütləsi (m B ) = 1.5 kq
Toqquşmadan əvvəl A obyektinin sürəti (v A ) = 4 m/s (artım işarəsi, sağa doğru)
Toqquşmadan əvvəl B obyektinin sürəti (vB ) = -5 m/s (mənfi işarə, sola doğru)
İstənilən: Toqquşmadan sonra hər iki cismin sürəti
Həll yolu:
Xətti impulsun qorunması:
m A v A + m B v B = (m A + m B ) v'
(1.5)(4) + (1.5)(-5) = (1.5 +1.5) v'
6 – 7.5 = (3) v'
-1.5 = (3) v'
v' = -1.5 / 3
v' = -0.5 m/s
Mənfi işarəsi hər iki cismin sola doğru hərəkət etdiyini göstərir.
Qeyri-elastik toqquşmalar haqqında 20 konseptual sual və cavab:
1. Sual: Qeyri-elastik toqquşma nəyi ifadə edir? Cavab: Qeyri-elastik toqquşmada kinetik enerji qorunmasa da, impuls qorunur. İlkin kinetik enerjinin bir hissəsi digər enerji formalarına çevrilir.
2. Sual: Tamamilə qeyri-elastik toqquşma qismən qeyri-elastik toqquşmadan nə ilə fərqlənir? Cavab: Tamamilə qeyri-elastik toqquşmada, cisimlər toqquşmadan sonra bir-birinə yapışır. Qismən qeyri-elastik toqquşmada, cisimlər bir-birindən ayrılır, lakin kinetik enerji itkisi yenə də davam edir.
3. Sual: Qeyri-elastik toqquşmalar da daxil olmaqla, bütün növ toqquşmalarda nə qorunur? Cavab: Elastikliyindən asılı olmayaraq, bütün toqquşmalarda impuls həmişə qorunur.
4. Sual: Qeyri-elastik toqquşmalarda kinetik enerji niyə qorunmur? Cavab: Kinetik enerjinin bir hissəsi potensial enerji, istilik və ya səs kimi digər enerji formalarına çevrilir.
5. Sual: Toqquşmadan əvvəl və sonrakı sürətləri müşahidə etməklə qeyri-elastik toqquşmanı necə müəyyən etmək olar? Cavab: Toqquşmadan əvvəlki ümumi kinetik enerji toqquşmadan sonrakı ümumi kinetik enerjidən çox olacaq.
6. Sual: Qeyri-elastik toqquşmalar yalnız bir ölçüdə baş verə bilərmi? Cavab: Xeyr, qeyri-elastik toqquşmalar bir, iki və ya üç ölçüdə baş verə bilər. Prinsiplər eyni qalır, yalnız vektor hesablamaları daha mürəkkəbləşir.
7. Sual: Zərrəciklər fizikası kontekstində qeyri-elastik toqquşmaların ümumi nəticəsi nədir? Cavab: Zərrəciklər fizikasında qeyri-elastik toqquşmalar tez-tez toqquşan hissəciklərin fərqli hissəciklərə çevrilməsi ilə nəticələnir.
8. Sual: Qeyri-elastik toqquşmada itirilən enerji miqdarını necə təyin etmək olar? Cavab: Ümumi ilkin kinetik enerji ilə ümumi son kinetik enerji arasındakı fərqi hesablamaqla.
9. Sual: Niyə qeyri-elastik toqquşmalar enerjinin qorunması qanununu pozmur? Cavab: Enerji hələ də qorunur; o, sadəcə kinetik enerji kimi qalmaq əvəzinə, bir formadan (kinetik) digər formalara (məsələn, istilik və ya səs) çevrilir.
10. Sual: Real dünyadakı əksər toqquşmalar qeyri-elastikdirmi? Cavab: Bəli, real dünyadakı əksər toqquşmalar qeyri-elastikdir, çünki adətən kinetik enerjinin digər formalara çevrilməsi baş verir.
11. Sual: Qeyri-elastik toqquşmada, iki cisim bir-birinə yapışarsa, onların birləşdirilmiş sürəti haqqında nə demək olar? Cavab: Onların birləşdirilmiş sürəti impulsun saxlanması ilə müəyyən edilir. Toqquşmadan sonra iki cisim ortaq sürətlə hərəkət edəcək.
12. Sual: Restitusiya əmsalı qeyri-elastik toqquşmalarla necə əlaqəlidir? Cavab: ilə işarələnən restitusiya əmsalı toqquşmanın “sıçrayışlılığını” ölçür. Tamamilə qeyri-elastik toqquşmalar üçün �=0 olur.
13. Sual: Qeyri-elastik toqquşma nə üçün səs yarada bilər? Cavab: Toqquşma toqquşan obyektlərdə titrəmələrə səbəb ola bilər ki, bu da ətraf mühitdə səs dalğaları yarada bilər.
14. Sual: Qravitasiya potensial enerjisi qeyri-elastik toqquşmalarda amil ola bilərmi? Cavab: Bəli, xüsusən də toqquşma cisimlərin hündürlüyündə və ya mövqeyində dəyişikliklə nəticələnərsə, kinetik enerji qravitasiya potensial enerjisinə çevrilərsə.
15. Sual: Rezin toplar "sıçrayışlı" olmalarına baxmayaraq, niyə mükəmməl qeyri-elastik toqquşmaya məruz qalmırlar? Cavab: Rezin toplar elastik və ya demək olar ki, elastik toqquşmaya məruz qalırlar, çünki onlar kinetik enerjilərinin çox hissəsini saxlayır və geri sıçrayırlar. Onlar bir-birinə yapışmırlar ki, bu da mükəmməl qeyri-elastik toqquşmanın xarakterik xüsusiyyətidir.
16. Sual: İki yumşaq gil kürə mükəmməl qeyri-elastik toqquşma nümayiş etdirə bilərmi? Cavab: Bəli, çünki iki yumşaq gil kürə toqquşduqda, onlar bir-birinə yapışır və geri qayıtmırlar ki, bu da mükəmməl qeyri-elastik toqquşmanın xarakterik xüsusiyyətidir.
17. Sual: Səs və ya istilik əmələ gəlmədən qeyri-elastik toqquşmanın baş verməsi mümkündürmü? Cavab: Bu, nadirdir, lakin mümkündür. Enerji digər incə yollarla dağıla və ya daxili potensial enerji kimi saxlanıla bilər.
18. Sual: Qeyri-elastik toqquşmalar geri qaytarıla bilərmi? Cavab: Ümumiyyətlə, qeyri-elastik toqquşmalar geri qaytarıla bilməz, çünki kinetik enerjinin digər formalara çevrilməsi ilkin vəziyyətə qayıtmağı çətinləşdirir.
19. Sual: Hava müqaviməti qeyri-elastik toqquşmalarla necə əlaqəlidir? Cavab: Hava müqaviməti kinetik enerjinin bir hissəsini istilik kimi yaymaqla toqquşmaları daha qeyri-elastik edə bilər.
20. Sual: Qeyri-elastik toqquşmaların təhlükəsizlik dizaynlarında, məsələn, avtomobilin əzilmə zonalarında təsiri varmı? Cavab: Bəli, avtomobillərdəki əzilmə zonaları qeyri-elastik toqquşmalara məruz qalmaq, kinetik enerjini udmaq və sərnişinlərə təsir edən qüvvələri azaltmaq üçün nəzərdə tutulub.
Qeyri-elastik toqquşmalar fizikanın qorunma qanunlarının başa düşülməsində mühüm rol oynayır və çoxsaylı praktik tətbiqlərdə və təhlükəsizlik dizaynlarında ayrılmaz rol oynayır.
