Eksempelspørgsmål om kollisioner

8 eksempler på kollisionsspørgsmål

Perfekt elastisk kollision

1. To objekter A (3 kg) og B (5 kg) bevæger sig i samme retning med en hastighed på 8 m/s hver.^-1 og 4 ms^-1 Hvis objekt A rammer objekt B med perfekt elasticitet, så er hastigheden af ​​hvert objekt efter kollisionen...

A. 3 ms ^-1 og 7 ms ^-1

B. 6 ms ^-1 og 10 ms ^-1

C. 4,25 ms ^-1 og 10 ms ^-1

D. 5,5 ms ^-1 og 5,5 ms ^-1

Ø. 8 ms ^-1 og 4 ms ^-1

Diskussion

Det er kendt, at:

Masse af objekt A (m₁) = 3 kg

Masse af objekt B (m₂) = 5 kg

Objekt A's hastighed (v₁) = 8 ms^-1

Objekt B's hastighed (v₂) = 4 ms^-1

Perfekt elastisk kollision

Spurgte: v₁' og v₂'

Svar:

Hvis de objekter, der støder elastisk sammen, har forskellige masser, og de to objekters hastighed efter kollisionen er ukendt, beregnes hastigheden efter kollisionen ved hjælp af følgende ligning:

Hvis begge objekter bevæger sig i samme retning, er deres hastigheder positive. Hvis begge objekter bevæger sig i modsatte retninger, er den ene objekts hastighed positiv, og den anden objekts hastighed er negativ.

Så hastigheden af ​​objekt A (v₁') efter kollisionen er 3 m/s, og objekt B's hastighed (v₂') efter kollisionen er 7 m/s.

Det rigtige svar er A.

2. En bold med momentum P rammer en væg og hopper. Kollisionen er perfekt elastisk, og retningen er vinkelret. Ændringen i boldens momentum er...

A. nul

B. p/4

C. p/4

D.P.

E. 2P

Diskussion

Det er kendt, at:

Kuglens masse = m

Boldens hastighed før stød = v

Boldens hastighed efter stød = -v (bolden hopper til venstre)

Kuglens momentum før kollisionen (p_o) = mv

Kuglens momentum efter kollisionen (p_t) = m (-v) = – mv

Spurgte: Størrelsen af ​​ændringen i kuglens momentum

Svar:

Ændring i momentum:

Δp = p_t - s_o

Δp = – mv – mv

Δp = – 2 mv

Δp = -2p

Størrelsen af ​​ændringen i kuglens momentum er 2p. Det negative fortegnet angiver retning.

Det rigtige svar er E.

3. To objekter A og B med samme masse bevæger sig forbi hinanden. A bevæger sig mod øst og B bevæger sig mod vest med henholdsvis hastighederne V og 2V. Hvis objekterne oplever en perfekt elastisk kollision, så vil... umiddelbart efter kollisionen

A. V._A = V mod vest, V_B = V mod øst

B. V._A = 2V mod vest, V_B = 2V mod øst

C.V._A = 2V mod vest, V_B = V mod øst

D.V._A = V mod vest, V_B = 2V mod øst

E.V._A = 2V mod øst, V_B = V mod vest

Diskussion

Det er kendt, at:

Begge objekter har den samme masse.

A bevæger sig østpå med en hastighed på V

B bevæger sig vestpå med en hastighed på 2V

Spurgte: A og B's hastighed efter kollisionen

Svar:

Hvis masserne af begge objekter er de samme, og kollisionen er perfekt elastisk, så udveksler de to objekter hastighed efter kollisionen.

Så efter kollisionen bevæger A sig vestpå med en hastighed på 2V, og B bevæger sig østpå med en hastighed på V.

Det rigtige svar er C.

Delvist elastisk kollision

4. To objekter med samme masse bevæger sig i en lige linje mod hinanden, som vist på billedet!

Hvis v₂' er objektets (2) hastighed efter kollisionen til højre med en hastighed på 5 ms^-1, så er størrelsen af ​​hastigheden v₁ '(1) efter kollisionen er…..

A. 7 ms^-1

B. 9 ms^-1

C. 13 ms^-1

D. 15 ms^-1

Ø. 17 ms^-1

Diskussion

Det er kendt, at:

Massen af ​​begge objekter er den samme = m

Hastigheden af ​​objekt 1 før kollisionen (v₁) = 8 m/s

Hastigheden af ​​objekt 2 før kollisionen (v₂) = 10 m/s

Objekt 2's hastighed efter kollisionen (v₂') = 5 m/s

Spurgte: Objekt 1's hastighed efter kollisionen (v₁')

Svar:

Dette er en ufuldkommen elastisk kollision.₁' beregnes ved hjælp af loven om bevarelse af momentum:

m₁ v₁+m₂ v₂ = m₁ v₁' + m₂ v₂'

m (v₁ +v₂) = m (v₁' + v₂')

v₁ +v₂ = v₁' + v₂'

8 + 10 = v₁'+ 5

18 = v₁'+ 5

v₁' = 18-5

v₁' = 13 m/s

Det rigtige svar er C.

Uelastisk kollision

5. En 10 grams kugle affyres med en hastighed på 100 m/s.^-1 , kolliderer med en stationær træblok og sætter sig fast i den. Hvis træblokkens masse er 490 gram, er træblokkens og kuglens hastighed umiddelbart efter kollisionen...

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

Diskussion

Det er kendt, at:

Kuglemasse (m₁) = 10 gram

Kuglehastighed (v)₁) = 100 ms^-1

Blokkens masse (m₂) = 490 gram

Blokkens hastighed (v₂) = 0 m/s (blok i hvile)

Spurgte: Træblokkens og kuglens hastighed umiddelbart efter kollisionen

Svar:

Kuglen rammer en stationær træblok og sætter sig fast i den, så dette er en uelastisk kollision. Formlen for en uelastisk kollision er:

Impuls før kollision = puls efter kollision

m₁ v₁ +m₂ v₂ = (m₁ +m₂) v'

(10)(100) + (490)(0) = (10 + 490) v'

1000 + 0 = 500 V'

1000 = 500 volt

v' = 1000 / 500

v' = 2 m/s = 2 ms^-1

Det rigtige svar er B.

6. En lastbil kører med en hastighed på 10 m/s^-1 ramt af en bil, der kører med en hastighed på 20 ms^-1Efter kollisionen kolliderede de to biler med hinanden. Hvis lastbilens masse er 1400 kg, og bilens masse er 600 kg, er de to køretøjers hastighed efter kollisionen...

A. 6 ms^-1

B. 9 ms^-1

C. 11 ms^-1

D. 13 ms^-1

Ø. 17 ms^-1

Diskussion

Efter sammenstødet sad de to biler fast i hinanden, hvilket resulterede i en uelastisk kollision.

Det er kendt, at:

Lastbilhastighed (v)₁) = 10 m/s

Bilhastighed (v)₂) = 20 m/s

Lastbilens masse (m₁) = 1400 kg

Bilens masse (m₂) = 600 kg

Spurgte: begge køretøjers hastighed efter kollisionen (v)

Svar:

Uelastisk kollisionsformel:

m₁ v₁ +m₂ v₂ = (m₁ +m₂) v

(1400)(10) + (600)(20) = (1400 + 600) v

14000 + 12000 = 2000 volt

26000 = 2000 volt

v = 13 m/s

Det rigtige svar er D.

7. SEn 20 grams kugle bevæger sig med en hastighed på 10 ms^-1 vandret retning rammer en blok med en masse på 60 gram, som hviler på gulvet. Hvis kuglen sidder fast i blokken, er blokkens hastighed nu….

A. 1,0 ms^-1

B. 1,5 ms^-1

C. 2,0 ms^-1

D. 2,5 ms^-1

Ø. 3,0 ms^-1

Diskussion

Det er kendt :

Kuglemasse (m_P) = 20 gram = 0,02 kg

Blokkens masse (m_B) = 60 gram = 0,06 kg

Kuglens starthastighed (v_P) = 10 m/s

Blokkens starthastighed (v_B) = 0

Spurgte : kuglens og blokkens hastighed efter kollision (v')

Jawab :

Formel loven om bevarelse af momentum hvis de to objekter hænger sammen efter kollisionen:

m_P v_P +m_B v_B = (m_P +m_B) v'

(0,02)(10) + (0,06)(0) = (0,02 + 0,06) v'

0,2 + 0 = 0,08 V'

0,2 = 0,08 volt

v' = 0,2 / 0,08

v' = 2,5 m/s

Det rigtige svar er D.

8. To vogne A og B, der hver vejer 1,5 kg, bevæger sig mod hinanden med en hastighed v._A = 4 ms^-1 og v_B = 5 ms^-1 som på billedet. Hvis de to vogne støder sammen på en uelastisk måde, så er de to vognes hastighed efter kollisionen...

A. 4,5 ms^-1 til højre

B. 4,5 ms^-1 til venstre

C. 1,0 ms^-1 til venstre

D. 0,5 ms^-1 til venstre

Ø. 0,5 ms^-1 til højre

Diskussion

Det er kendt, at:

Masse af vogn A (m_A) = 1,5 kg

Masse af vogn B (m_B) = 1,5 kg

Hastigheden af ​​trolley A før kollisionen (v_A) = 4 m/s (positiv mod højre)

Hastigheden af ​​trolley B før kollisionen (v_B) = -5 m/s (negativ til venstre)

Spurgte: Hvis kollisionen er uelastisk, bestem hastigheden af ​​begge vogne efter kollisionen.

Svar:

Lov om bevarelse af momentum:

m_Av_A +m_Bv_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

Det negative fortegnet betyder, at begge efter kollisionen bevæger sig til venstre i samme retning som vogn B. Dette giver mening, fordi vogn B's momentum er større end vogn A's momentum.

Spørgsmålskilde:

Nationale eksamensspørgsmål i fysik til gymnasiet/erhvervsgymnasiet