Talka partzialki elastikoak
Talka partzialki elastikoetan, momentuaren kontserbazioaren legea aplikatzen da, energia zinetikoaren kontserbazioaren legea, berriz, ez da aplikatzen. Talka gertatzen den unean, energia zinetiko batzuk soinu-energia, bero-energia eta barne-energia bihurtzen dira. Elastiko hitza erabiltzeak adierazten du talkaren ondoren, bi objektuak ez direla elkarri itsasten, baizik eta errebotatzen direla.
Talka partzialki elastiko baten adibidea bi kanika edo bi billar-bolaren arteko talka unidimentsionala da.
1. galderaren adibidea.
A eta B objektuak, 1 kg eta 2 kg-ko masarekin, hurrenez hurren, kontrako noranzkoetan mugitzen dira 4 m/s-ko eta 2 m/s-ko abiaduran, hurrenez hurren, eta talka partzialki elastiko batean talka egiten dute. Talkaren ondoren A objektua 2 m/s-ko abiaduran mugitzen bada, zein da B objektuaren abiadura?
Ezaguna:
m A = 1 kg, m B = 2 kg, v A = 4 m/s (eskuinean badela suposatuz), v B = -2 m/s (ezkerrean badela suposatuz), v A ' = – 2 m/s
Bilatzen da: v B '
irtenbidea:
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 '
v B ' = 1 m/s
Talkaren ondoren, B objektua 1 m/s-ko abiaduran mugitzen da (eskuinera) eta A objektua 2 m/s-ko abiaduran (ezkerrera).
2. galderaren adibidea.
4 kg-ko eta 5 kg-ko masarekin, A eta B objektuak elkarrengana hurbiltzen dira kontrako noranzkoan, beheko irudian erakusten den bezala. Talkaren ondoren, bi objektuek norabidea alderantzikatzen dute A = 4 ms -1 eta B = 2 ms – 1 abiadurarekin . Zein da B objektuaren abiadura talkaren aurretik?
Ezaguna:
A objektuaren masa (mA) = 4 kg
B objektuaren masa (m² B ) = 5 kg
A objektuaren abiadura talka baino lehen (v A ) = 6 m/s
A objektuaren abiadura talkaren ondoren (v A ') = 4 m/s
B objektuaren abiadura talkaren ondoren (v B ') = -2 m/s
Gehigarri eta kengarri ikurrek bi objektuak kontrako noranzkoetan mugitzen direla adierazten dute.
Bilatzen dena: B objektuaren abiadura talka baino lehen (v B )
irtenbidea:
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(v B ')
14 – 16 = 5 (v B ')
-2 = 5 (v B ')
v B ' = -2/5
v B ' = -0.4
Ken ikurrak adierazten du objektuaren norabidea talkaren ondoren talkaren aurreko norabidearekin desberdina dela.
3. galderaren adibidea.
Masa berdina duten bi objektu elkarrengana hurbiltzen dira beheko irudian ikusten den bezala.
v 2 ' objektuaren (2) abiadura bada talkaren ondoren 5 ms –1 abiadurarekin, zein da v 1 ' (1) objektuaren abiadura talkaren ondoren?
Ezaguna:
Objektu bakoitzaren masa = m
1. objektuaren abiadura talka baino lehen (v1 ) = 8 m/s
2. objektuaren abiadura talka baino lehen (v2 ) = 10 m/s
2. objektuaren abiadura talkaren ondoren (v 2 ') = 5 m/s
Bilatzen dena: 1. objektuaren abiadura talkaren ondoren (v 1 ')
irtenbidea:
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 = v 1 ' + 5
18 = v 1 ' + 5
v 1 ' = 18-5
v 1 ' = 13 m/s
20 galdera kontzeptual eta erantzun talka partzialki elastikoei buruz:
1. Galdera: Zer da talka partzialki elastikoa? Erantzuna: Talka partzialki elastikoa energia zinetiko baten zati bat kontserbatzen den talka da, baina ez guztia. Objektuak elkarren kontra errebotatzen dute, baina ez hasierako energia zinetiko osoarekin.
2. Galdera: Zertan bereizten da talka partzialki elastiko bat talka perfektuki elastiko batetik? Erantzuna: Talka perfektuki elastiko batean, energia zinetiko osoa kontserbatzen da, talka partzialki elastiko batean, berriz, energia zinetikoaren zati bat bakarrik kontserbatzen da.
3. Galdera: Zer kontserbatzen da talka partzialki elastiko batean? Erantzuna: Momentua kontserbatzen da talka mota guztietan, partzialki elastikoetan barne.
4. Galdera: Nola erabiltzen da leheneratze koefizientea, , talkaren elastikotasuna deskribatzeko? Erantzuna: Talka partzialki elastikoetarako, 0 < � < 1 Zenbat eta hurbilago egon 1etik, orduan eta elastikoagoa izango da talka.
5. Galdera: Leheneratze-koefizientea 1 baino handiagoa izan al daiteke? Erantzuna: Ez. Ordezkapen-koefiziente 1 baino handiagoa bada, talkaren ondoren energia zinetiko gehiago egongo litzateke lehen baino, eta horrek energiaren kontserbazioa urratzen du.
6. Galdera: Zergatik ez da energia zinetiko guztia kontserbatzen partzialki elastiko diren talketan? Erantzuna: Energia zinetiko batzuk beste forma batzuetan eraldatzen dira, hala nola soinuan, beroan edo objektuen deformazioan.
7. Galdera: Nola zehaztu dezakezu talka partzialki elastiko batean atxikitako energia zinetiko kopurua? Erantzuna: Talkaren aurreko eta ondorengo energia zinetiko osoa alderatuz.
8. Galdera: Talka partzialki elastikoek beti sortzen al dute soinua? Erantzuna: Ez beti, baina soinua sor daiteke talkak eragindako bibrazioen ondorioz.
9. Galdera: Zer gertatzen da talka partzialki elastiko batean kontserbatzen ez den energia zinetikoarekin? Erantzuna: Deformazioaren ondorioz, normalean beste energia mota batzuetan eraldatzen da, hala nola beroan, soinuan edo energia potentzialean.
10. Galdera: Nola eragiten du materialen konposizioak talka baten elastikotasunean? Erantzuna: Material batzuek, kautxuak adibidez, talka elastikoagoak jasaten dituzte, eta beste batzuek, buztinak adibidez, ez-elastikoak izateko joera dute. Hala ere, benetako munduko talka gehienak partzialki elastikoak dira materialen propietateengatik eta beste faktore batzuengatik.
11. Galdera: Bi altzairuzko bolak talka partzialki elastikoa izan dezakete? Erantzuna: Bai. Altzairuzko bolak ia perfektuki elastikoak direla dirudien arren, normalean energia galera txiki bat izaten da, eta horrek partzialki elastikoak bihurtzen ditu.
12. Galdera: Lurrak meteorito batekin duen talka partzialki elastikotzat hartzen al da? Erantzuna: Oro har, bai. Talkak ez du energia zinetiko guztia kontserbatzen, zati bat bero, soinu eta krater bat sortzen baita.
13. Galdera: Hutsean talka partzialki elastikoa izan al daiteke? Erantzuna: Bai. Airearen erresistentziarik gabe ere, talka egiten duten gorputzen barne-propietateek energia-galerak eragin ditzakete.
14. Galdera: Nola eragiten dute kanpoko indarrek, hala nola marruskadurak, talkaren elastikotasunean? Erantzuna: Kanpoko indarrek energia zinetiko gehiago xahutu dezakete, talka inelastikoagoa bihurtuz.
15. Galdera: Ba al dago aplikazio praktikorik non partzialki elastikoak diren talkak ulertzea ezinbestekoa den? Erantzuna: Bai, kirolean, ingeniaritzan eta trafiko istripuen analisian, partzialki elastikoak diren talkak ulertzea ezinbestekoa izan daiteke.
16. Galdera: Zergatik aztertzen dituzte automobilgileek talka partzialki elastikoak? Erantzuna: Talkaren ondorioz bidaiariak babestuz, talketan talkaren ondorioz talka-energia eraginkortasunez xurgatu dezaketen ibilgailuak diseinatzeko.
17. Galdera: Partikulen elkarrekintzak maila kuantikoan partzialki elastikotzat har daitezke? Erantzuna: Bai. Mekanika kuantikoak fenomeno berriak aurkezten dituen arren, partikulek oraindik ere elkarrekintzak jasan ditzakete non energia zinetiko guztia ez den kontserbatzen.
18. Galdera: Nola erlazionatzen dira elkarrekintza molekularrak talka partzialki elastikoekin? Erantzuna: Molekulek talka partzialki elastikoak jasan ditzakete elkar jotzean, energia batzuk molekulen bibrazio edo errotazioetan transferituz.
19. Galdera: Saskibaloi pilota batek kantxan jauzi egitean talka partzialki elastikoa dela erakusten al du? Erantzuna: Bai. Energia pixka bat soinu gisa eta pilotaren deformazio txikiagatik galtzen da, talka partzialki elastikoa bihurtuz.
20. Galdera: Nola eragiten du tenperaturak gasen talken elastikotasunean? Erantzuna: Tenperatura igotzen den heinean, gas molekulak azkarrago mugitzen dira eta energetikoki talka egin dezakete. Hala ere, talka horien elastikotasuna propietate molekularren araberakoa da eta ez dago zuzenean tenperaturarekin korrelazionatuta.
Talka partzialki elastikoak ulertzeak eguneroko esperientzietan zein fisikan eta ingeniaritzan espezializatutako fenomeno sorta bati buruzko ikuspegia ematen du.
