8 primjera pitanja o koliziji
Idealno elastičan sudar
1. Dva objekta A (3 kg) i B (5 kg) kreću se u istom smjeru brzinama od 8 ms –1 i 4 ms –1 respektivno . Ako objekt A udari u objekt B sa savršenom elastičnošću, tada je brzina svakog objekta nakon sudara...
A. 3 ms –1 i 7 ms –1
B. 6 ms –1 i 10 ms –1
C. 4,25 ms –1 i 10 ms –1
D. 5,5 ms –1 i 5,5 ms –1
E. 8 ms –1 i 4 ms –1
Diskusija
Poznato je da:
Masa objekta A (m1 ) = 3 kg
Masa objekta B (m² ) = 5 kg
Brzina objekta A (v1 ) = 8 ms –1
Brzina objekta B (v2 ) = 4 ms –1
Idealno elastičan sudar
Pitanje: stih 1 i stih 2
Odgovor:
Ako objekti koji se elastično sudaraju imaju različite mase i brzina dva objekta nakon sudara je nepoznata, tada se brzina nakon sudara izračunava pomoću sljedeće jednačine:
Ako se oba objekta kreću u istom smjeru, njihove brzine su pozitivne. Ako se oba objekta kreću u suprotnim smjerovima, brzina jednog objekta je pozitivna, a brzina drugog objekta je negativna.
Dakle, brzina objekta A (v1 ' ) nakon sudara je 3 m/s, a brzina objekta B (v2 ' ) nakon sudara je 7 m/s.
Tačan odgovor je A.
2. Lopta koja ima impuls P udari u zid i odskoči. Sudar je savršeno elastičan, a smjer je okomit. Promjena impulsa lopte je...
A. nula
B. p/4
C. p/4
D.P.
E. 2P
Diskusija
Poznato je da:
Masa kugle = m
Brzina lopte prije udara = v
Brzina lopte nakon udara = -v (lopta odskače ulijevo)
Impuls kugle prije sudara (p o ) = mv
Impuls kugle nakon sudara (p t ) = m (-v) = – mv
Pitanje: Kolika je promjena impulsa lopte?
Odgovor:
Promjena momenta:
Δp = p t – p o
Δp = – mv – mv
Δp = – 2 mv
Δp = -2p
Veličina promjene impulsa lopte je 2p. Negativni predznak označava smjer.
Tačan odgovor je E.
3. Dva objekta A i B iste mase kreću se jedan pored drugog. A se kreće prema istoku, a B prema zapadu, brzinama V i 2V respektivno. Ako objekti dožive savršeno elastičan sudar, onda je odmah nakon sudara...
A. V A = V prema zapadu, V B = V prema istoku
B. V A = 2V prema zapadu, V B = 2V prema istoku
C. V A = 2V prema zapadu, V B = V prema istoku
D. V A = V prema zapadu, V B = 2V prema istoku
E. V A = 2V prema istoku, V B = V prema zapadu
Diskusija
Poznato je da:
Oba objekta imaju istu masu.
A se kreće prema istoku brzinom od V
B se kreće prema zapadu brzinom od 2V
Pitanje: Brzina A i B nakon sudara
Odgovor:
Ako su mase oba objekta iste i sudar je savršeno elastičan, tada dva objekta izmjenjuju brzinu nakon sudara.
Dakle, nakon sudara, A se kreće prema zapadu brzinom 2V, a B se kreće prema istoku brzinom V.
Tačan odgovor je C.
Djelomično elastični sudar
4. Dva objekta iste mase kreću se pravolinijski jedno prema drugom kao što je prikazano na slici!
Ako je v 2 ' brzina objekta (2) nakon sudara udesno brzinom od 5 ms –1 , tada je veličina brzine v 1 ' (1) nakon sudara…..
A. 7 ms −1
B. 9 ms −1
C. 13 ms −1
D. 15 ms −1
E. 17 ms −1
Diskusija
Poznato je da:
Masa oba objekta je ista = m
Brzina objekta 1 prije sudara (v1 ) = 8 m/s
Brzina objekta 2 prije sudara (v2 ) = 10 m/s
Brzina objekta 2 nakon sudara (v2 ' ) = 5 m/s
Pitanje: Brzina objekta 1 nakon sudara (v 1 ')
Odgovor:
Ovo je nesavršeno elastični sudar. v 1 ' se izračunava korištenjem zakona održanja impulsa:
m 1 v 1 + m 2 v 2 = m 1 v 1 ' + m 2 v 2 '
m (v 1 + v 2 ) = m (v 1 ' + v 2 ')
v1 + v2 = v1 ' + v2 '
8 + 10 = ν1 + 5
18 = v1 ' + 5
v 1 ' = 18-5
v1 ' = 13 m/s
Tačan odgovor je C.
Neelastični sudar
5. Metak mase 10 grama, koji se kreće brzinom od 100 m/s -1 , udara u nepokretni blok drveta i zaglavi se u njemu. Ako je masa bloka drveta 490 grama, brzina bloka drveta i metka odmah nakon sudara je...
A. 1,0 ms -1
B. 2,0 ms -1
C. 2,5 ms -1
D. 4,0 ms -1
E. 5,0 ms -1
Diskusija
Poznato je da:
Masa metka (m1 ) = 10 grama
Brzina metka (v1 ) = 100 ms -1
Masa bloka (m² ) = 490 grama
Brzina bloka (v2 ) = 0 m/s (blok u mirovanju)
Pitanje: Brzina drvenog bloka i metka odmah nakon sudara
Odgovor:
Metak udara u nepokretni blok drveta i zaglavljuje se u njemu, tako da je ovo neelastični sudar. Formula za neelastični sudar je:
Impuls prije sudara = impuls nakon sudara
m 1 v 1 + m 2 v 2 = (m 1 + m 2 ) v'
(10)(100) + (490)(0) = (10 + 490) v'
1000 + 0 = 500 v'
1000 = 500 v'
v' = 1000 / 500
v' = 2 m/s = 2 ms -1
Tačan odgovor je B.
6. Kamion koji se kreće brzinom od 10 m/ s udara automobil koji se kreće brzinom od 20 m/ s . Nakon sudara, dva automobila se sudaraju jedan s drugim. Ako je masa kamiona 1400 kg, a masa automobila 600 kg, brzina dva vozila nakon sudara je...
A. 6 ms –1
B. 9 ms –1
C. 11 ms –1
D. 13 ms –1
E. 17 ms –1
Diskusija
Nakon sudara, dva automobila su ostala zaglavljena jedno u drugom, što je rezultiralo neelastičnim sudarom.
Poznato je da:
Brzina kamiona ( v1 ) = 10 m/s
Brzina automobila (v2 ) = 20 m/s
Masa kamiona (m1 ) = 1400 kg
Masa automobila (m² ) = 600 kg
Pitanje: brzina oba vozila nakon sudara (v)
Odgovor:
Formula za neelastičan sudar:
m 1 v 1 + m 2 v 2 = (m 1 + m 2 ) v
(1400)(10) + (600)(20) = (1400 + 600) v
26000 = 2000 V
v = 13 m/s
Tačan odgovor je D.
7. Metak od 20 grama koji se kreće horizontalno brzinom od 10 m/s - 1 pogađa blok od 60 grama koji miruje na podu. Ako je metak zaglavljen u bloku, tada je trenutna brzina bloka….
A. 1,0 ms -1
B. 1,5 ms -1
C. 2,0 ms -1
D. 2,5 ms -1
E. 3,0 ms -1
Diskusija
Poznato je da :
Masa metka (mP ) = 20 grama = 0,02 kg
Masa bloka (m B ) = 60 grama = 0,06 kg
Početna brzina metka (vP ) = 10 m/s
Početna brzina bloka (v B ) = 0
Pitanje : brzina metka i bloka nakon sudara (v')
Odgovor :
Formula za zakon održanja količine kretanja ako se dva objekta drže jedno za drugo nakon sudara:
mP v P + mB v B = ( mP + mB ) v'
(0,02)(10) + (0,06)(0) = (0,02 + 0,06) v'
0,2 + 0 = 0,08 v'
0,2 = 0,08 v'
v' = 0,2 / 0,08
v' = 2,5 m/s
Tačan odgovor je D.
8. Dva kolica A i B, svako težine 1,5 kg, kreću se jedno prema drugom sa v A = 4 ms -1 i v B = 5 ms -1 kao što je prikazano na slici. Ako se dva kolica sudare na neelastični način, tada je brzina dva kolica nakon sudara...
A. 4,5 ms-1 desno
B. 4,5 ms -1 ulijevo
C. 1,0 ms -1 ulijevo
D. 0,5 ms -1 ulijevo
E. 0,5 ms -1 udesno
Diskusija
Poznato je da:
Masa kolica A (m A ) = 1,5 kg
Masa kolica B (m B ) = 1,5 kg
Brzina kolica A prije sudara (v A ) = 4 m/s (pozitivno udesno)
Brzina kolica B prije sudara (v B ) = -5 m/s (negativna vrijednost ulijevo)
Pitanje: Ako je sudar neelastičan, odredite brzinu dvaju kolica nakon sudara.
Odgovor:
Zakon očuvanja impulsa:
mA v A + mB v B = (mA + mB ) 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
Negativni predznak znači da se nakon sudara oba kreću ulijevo, u istom smjeru kao i kolica B. To ima smisla jer je impuls kolica B veći od impulsa kolica A.
Izvor pitanja:
Pitanja iz fizike za nacionalni ispit za srednju školu/srednju stručnu školu
