Partially elastic collisions
Sa mga bangga nga partially elastic, ang balaod sa konserbasyon sa momentum magamit, samtang ang balaod sa konserbasyon sa kinetic energy dili magamit. Sa panahon nga mahitabo ang bangga, ang ubang kinetic energy mabag-o ngadto sa enerhiya sa tunog, enerhiya sa kainit, ug internal nga enerhiya. Ang paggamit sa pulong nga elastic nagpakita nga human sa bangga, ang duha ka butang dili magtapot apan mo-bounce.
Usa ka ehemplo sa partially elastic collision mao ang one-dimensional collision sa duha ka marbles o duha ka bola sa pool.
Pananglitan nga pangutana 1.
Ang mga butang A ug B nga may masa nga 1 kg ug 2 kg, matag usa, molihok sa magkaatbang nga direksyon sa gikusgon nga 4 m/s ug 2 m/s, matag usa, ug magbangga sa usa ka partially elastic collision. Kung human sa pagbangga ang butang A molihok sa gikusgon nga 2 m/s, unsa ang gikusgon sa butang B?
Nailhan:
m A = 1 kg, m B = 2 kg, v A = 4 m/s (pananglitan sa tuo), v B = -2 m/s (pananglitan sa wala), v A ' = – 2 m/s
Gipangita: v B '
Solusyon:
m A v A + m B v B = m A v A ' + m B v B '
(1 kg)(4 m/s) + (2 kg)(-2 m/s) = (1 kg)(-2 m/s) + (2 kg)(v B ')
4 kg m/s – 4 kg m/s = -2 kg m/s + (2 kg) v B '
0 = – 2 kg m/s + (2 kg)(v B ')
-2 kg m/s = – 2 kg v B '
vB ' = 1 m/s
Human sa pagbangga, ang butang B molihok sa gikusgon nga 1 m/s (pananglitan sa tuo) ug ang butang A molihok sa gikusgon nga 2 m/s (pananglitan sa wala)
Pananglitan nga pangutana 2.
Ang mga butang A ug B nga may gibug-aton nga 4-kg ug 5-kg nagduol sa usag usa sa magkaatbang nga direksyon, sama sa gipakita sa hulagway sa ubos. Human sa pagbangga, ang duha ka butang nagbaliktad og direksyon nga may gikusgon nga A = 4 ms -1 ug gikusgon sa B = 2 ms – 1. Unsa ang gikusgon sa butang B sa dili pa ang pagbangga?
Nailhan:
Misa sa butang A (mA) = 4 kilos
Misa sa butang B (m B ) = 5 kg
Katulin sa butang A sa dili pa ang bangga (v A ) = 6 m/s
Katulin sa butang A human sa pagbangga (v A ') = 4 m/s
Katulin sa butang B human sa pagbangga (v B ') = -2 m/s
Ang mga simbolo nga plus ug minus nagpakita nga ang duha ka butang naglihok sa magkaatbang nga direksyon.
Gipangita: Katulin sa butang B sa dili pa ang pagbangga ( vB )
Solusyon:
m A v A + m B v B = m A v A ' + m B v B '
(4)(6) + (5)(-2) = (4)(4) + (5)(v B ')
24 – 10 = 16 + 5(vB ' )
14 – 16 = 5 (vB ' )
-2 = 5 (vB ' )
vB ' = -2/5
vB ' = -0.4
Ang minus nga timaan nagpakita nga ang direksyon sa butang human sa bangga lahi sa direksyon sa wala pa ang bangga.
Pananglitan nga pangutana 3.
Duha ka butang nga parehas og masa ang nagduol sa usag usa sama sa gipakita sa hulagway sa ubos.
Kon ang v 2 ' mao ang katulin sa butang (2) human sa bangga sa tuo nga may katulin nga 5 ms –1 , unsa ang katulin sa butang nga usa ka v 1 ' (1) human sa bangga?
Nailhan:
Misa sa matag butang = m
Katulin sa butang 1 sa dili pa ang bangga (v 1 ) = 8 m/s
Katulin sa butang 2 sa dili pa ang bangga (v 2 ) = 10 m/s
Katulin sa butang 2 human sa bangga (v 2 ') = 5 m/s
Gipangita: Katulin sa butang 1 human sa pagbangga (v 1 ')
Solusyon:
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 = v1 ' + 5
18 = v1 ' + 5
v1 ' = 18-5
v 1 ' = 13 m/s
20 ka konseptwal nga mga pangutana ug tubag bahin sa partially elastic collisions:
1. Pangutana: Unsa ang partially elastic collision? Tubag: Ang partially elastic collision kay usa ka collision diin ang pipila ka kinetic energy natipigan, apan dili tanan. Ang mga butang mo-rebound batok sa usag usa apan dili sa ilang bug-os nga inisyal nga kinetic energies.
2. Pangutana: Unsa ang kalainan sa partially elastic collision gikan sa perfectly elastic collision? Tubag: Sa perfectly elastic collision, ang kinatibuk-ang kinetic energy nakonserba, samtang sa partially elastic collision, usa lang ka bahin sa kinetic energy ang nakonserba.
3. Pangutana: Unsa ang magpabilin nga nakonserba sa usa ka partially elastic collision? Tubag: Ang momentum magpabilin nga nakonserba sa tanang matang sa bangga, lakip na ang mga partially elastic.
4. Pangutana: Giunsa paggamit ang coefficient of restitution, , sa paghulagway sa elasticity sa usa ka bangga? Tubag: Para sa partially elastic collisions, 0<�<1 Kon mas duol sa 1, mas elastic ang bangga.
5. Pangutana: Mahimo ba nga ang coefficient of restitution mas dako pa sa 1? Tubag: Dili. Ang coefficient of replacement nga mas dako pa sa 1 magpasabot ug dugang kinetic energy human sa bangga kaysa kaniadto, nga nakalapas sa energy conservation.
6. Pangutana: Ngano nga dili tanang kinetic energy makonserba sa partially elastic collisions? Tubag: Ang ubang kinetic energy mabag-o ngadto sa ubang mga porma, sama sa tunog, kainit, o deformation sa mga butang.
7. Pangutana: Unsaon nimo pagtino sa gidaghanon sa kinetic energy nga natipigan sa usa ka partially elastic collision? Tubag: Pinaagi sa pagtandi sa kinatibuk-ang kinetic energy sa wala pa ug pagkahuman sa bangga.
8. Pangutana: Kanunay ba nga mopatunghag tingog ang partially elastic collisions? Tubag: Dili kanunay, apan ang tingog mahimong mamugna tungod sa mga pagkurog nga gipahinabo sa bangga.
9. Pangutana: Unsay mahitabo sa kinetic energy nga wala makonserba sa usa ka partially elastic collision? Tubag: Kasagaran kini mabag-o ngadto sa ubang mga porma sa enerhiya sama sa kainit, tunog, o potensyal nga enerhiya tungod sa deformation.
10. Pangutana: Giunsa makaapekto ang komposisyon sa materyal sa elastisidad sa usa ka bangga? Tubag: Ang ubang mga materyales, sama sa goma, lagmit nga moagi sa mas elastikong mga bangga, samtang ang uban, sama sa lapok, lagmit nga dili elastiko. Bisan pa, kadaghanan sa mga bangga sa tinuod nga kalibutan partially elastiko tungod sa mga kabtangan sa mga materyales ug uban pang mga hinungdan.
11. Pangutana: Makapakita ba ang duha ka bolang asero og partially elastic collision? Tubag: Oo. Samtang ang mga bolang asero daw adunay hapit hingpit nga elastic collision, kasagaran adunay gamay nga pagkawala sa enerhiya, nga naghimo niini nga partially elastic.
12. Pangutana: Ang pagbangga ba sa Yuta sa usa ka meteorite giisip nga partially elastic? Tubag: Kasagaran, oo. Ang pagbangga dili makadaginot sa tanang kinetic energy kay ang uban mausab ngadto sa kainit, tunog, ug ang pagkamugna og crater.
13. Pangutana: Mahimo ba nga adunay partially elastic collision sa usa ka vacuum? Tubag: Oo. Bisan kung walay air resistance, ang internal nga mga kabtangan sa nagbangga nga mga lawas mahimong mosangpot sa pagkawala sa enerhiya.
14. Pangutana: Giunsa makaapekto ang mga pwersa sa gawas, sama sa friction, sa elastisidad sa usa ka bangga? Tubag: Ang mga pwersa sa gawas mahimong mokatap og dugang nga kinetic energy, nga makapahimo sa bangga nga mas inelastic.
15. Pangutana: Aduna bay praktikal nga mga aplikasyon diin ang pagsabot sa partially elastic collisions importante? Tubag: Oo, sa isports, inhenyeriya, ug pag-analisar sa aksidente sa trapiko, ang pagsabot sa partially elastic collisions mahimong importante.
16. Pangutana: Ngano nga gitun-an sa mga tiggama og sakyanan ang partially elastic collisions? Tubag: Aron magdisenyo og mga sakyanan nga makasuhop og impact energy nga episyente, nga manalipod sa mga sakay atol sa mga bangga.
17. Pangutana: Mahimo bang isipon nga partially elastic ang mga interaksyon sa partikulo sa lebel sa quantum? Tubag: Oo. Samtang ang quantum mechanics nagpaila sa bag-ong mga panghitabo, ang mga partikulo mahimo gihapon nga moagi sa mga interaksyon diin dili tanan nga kinetic energy nakonserba.
18. Pangutana: Giunsa ang kalabutan sa mga interaksyon sa molekula sa partially elastic collisions? Tubag: Ang mga molekula mahimong moagi sa partially elastic collisions kung kini magbanggaay, nga magbalhin sa pipila ka enerhiya ngadto sa mga vibrations o rotations sa mga molekula.
19. Pangutana: Ang pag-bounce ba sa bola sa basketball sa korte nagpakita og partially elastic collision? Tubag: Oo. Ang ubang enerhiya mawala isip tingog ug tungod sa gamay nga deformation sa bola, nga naghimo sa collision nga partially elastic.
20. Pangutana: Giunsa makaapekto ang temperatura sa elastisidad sa mga bangga sa mga gas? Tubag: Samtang motaas ang temperatura, ang mga molekula sa gas mas paspas nga molihok ug mahimong mas kusog nga magbangga. Bisan pa, ang elastisidad niining mga bangga nagdepende sa mga kabtangan sa molekula ug wala direktang nakig-uban sa temperatura.
Ang pagsabot sa partially elastic collisions naghatag og mga panabut sa lain-laing mga panghitabo sa adlaw-adlaw nga mga kasinatian ug espesyalisasyon sa pisika ug inhenyeriya.
