Talka ez-elastikoak
Energia zinetikoaren kontserbazioaren legea ez da aplikagarria talka ez-elastikoetan. Momentuaren kontserbazioaren legea aplikagarria da talka ez-elastikoetan, baldin eta ez badago kanpoko indarrik bi objektuen gainean talka egiten dutenean. Talka ez-elastiko batean, bi objektu elkarri itsasten zaizkio edo elkarri lotzen zaizkio talkaren ondoren.
1. galderaren adibidea.
Bi objektu masa berekoak dira, 1 kg-koak hain zuzen ere. 1. objektua plano lau batean mugitzen da 10 m/s-ko abiaduran eta geldirik dagoen bigarren objektuarekin talka egiten du. Talkaren ondoren, bi objektuak elkarri itsasten zaizkio. Zein da bi objektuen abiadura talkaren ondoren?
Ezaguna:
m1 = 1 kg, m2 = 1 kg, v1 = 10 m/s, v2 = 0
Bilatzen da : v'
irtenbidea:
m 1 v 1 + m 2 v 2 = (m 1 + m 2 ) v'
(1 kg)(10 m/s) + 0 = (1 kg + 1 kg) v'
10 kg m/s = (2 kg) v'
v' = 10 kg m/s : 2 kg = 5 m/s
2. galderaren adibidea.
Hiru bloke 3 ms -1-eko abiaduran mugitzen dira eta geldirik dagoen beste bloke batekin talka egiten dute.
Talka ez da elastikoa. Blokearen abiaduraren ordena talkaren ondoren, handienetik txikienera, hau da…
irtenbidea:
1. irudia:
Azken momentua = hasierako momentua
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
2. irudia:
Azken momentua = Hasierako momentua
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
3. irudia:
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
3. galderaren adibidea.
m1 = 2 kg eta m2 = 1 kg -ko masa duten bi pilota kontrako noranzkoan mugitzen ari dira v1 = 2 ms -1 eta v2 = 4 ms -1 abiadurarekin, beheko irudian ikusten den bezala. Talka inelastikoa bada, zein da bi bolen abiadura talkaren ondoren?
Ezaguna:
1. pilotaren masa (m1) = 2 kg
Bolaren 2. masa (m² ) = 1 kg
1. pilotaren abiadura talka baino lehen (v1 ) = 2 m/s
2. pilotaren abiadura talka baino lehen (v2 ) = -4 m/s
Gehigarri eta kengarri ikurrek bi bolak kontrako noranzkoetan mugitzen direla adierazten dute.
Bilatzen dena : Bolen abiadura talkaren ondoren (v')
irtenbidea:
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
4. galderaren adibidea.
Bi objektu, A eta B, 1.5 kg-ko masa dutenak, elkarrengandik hurbiltzen ari dira v A = 4 ms -1 eta v B = 5 ms -1 abiadurarekin . Talka ez-elastikoa bada, zein da bi objektuen abiadura talkaren ondoren?
Ezaguna:
A objektuaren masa (m² A ) = 1.5 kg
B objektuaren masa (m² B ) = 1.5 kg
A objektuaren abiadura talka baino lehen (v A ) = 4 m/s (gehi zeinua, eskuinera)
B objektuaren abiadura talka baino lehen (v B ) = -5 m/s (minus ikurra, ezkerrera)
Bilatzen dena: Bi objektuen abiadura talkaren ondoren
irtenbidea:
Momentu linealaren kontserbazioa:
mA vA + mB vB = ( 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
Minus ikurrak bi objektuak ezkerrera mugitzen direla adierazten du.
20 galdera kontzeptual eta erantzun talka ez-elastikoei buruz:
1. Galdera: Zerk definitzen du talka inelastiko bat? Erantzuna: Talka inelastiko batean, energia zinetikoa ez da kontserbatzen, baina momentua bai. Hasierako energia zinetikoaren zati bat beste energia mota batzuetan eraldatzen da.
2. Galdera: Zertan bereizten da talka perfektuki inelastiko bat talka partzialki inelastiko batetik? Erantzuna: Talka perfektuki inelastiko batean, objektuak elkarri itsasten dira talkaren ondoren. Talka partzialki inelastiko batean, objektuak bereizten dira, baina energia zinetikoa galtzen da oraindik.
3. Galdera: Zer kontserbatzen da talka mota guztietan, inelastikoak barne? Erantzuna: Momentua beti kontserbatzen da talka guztietan, haien elastikotasuna edozein dela ere.
4. Galdera: Zergatik ez da energia zinetikoa kontserbatzen talka ez-elastikoetan? Erantzuna: Energia zinetiko horren zati bat beste energia mota batzuetan bihurtzen da, hala nola energia potentziala, beroa edo soinua.
5. Galdera: Nola identifikatu daiteke talka ez-elastiko bat talkaren aurreko eta ondorengo abiadurak behatuz soilik? Erantzuna: Talkaren aurreko energia zinetiko osoa talkaren ondorengo energia zinetiko osoa baino handiagoa izango da.
6. Galdera: Talka inelastikoak dimentsio bakarrean gerta daitezke? Erantzuna: Ez, talka inelastikoak dimentsio batean, bitan edo hirutan gerta daitezke. Printzipioak berdinak dira, bektoreen kalkuluak konplexuagoak baino ez dira bihurtzen.
7. Galdera: Partikula-fisikaren testuinguruan, zein da talka ez-elastikoen emaitza ohikoena? Erantzuna: Partikula-fisikan, talka ez-elastikoek askotan talka egiten duten partikulak partikula desberdinetan eraldatzea eragiten dute.
8. Galdera: Nola zehaztu dezakezu talka ez-elastiko batean galtzen den energia kopurua? Erantzuna: Hasierako energia zinetiko osoaren eta azken energia zinetiko osoaren arteko aldea kalkulatuz.
9. Galdera: Zergatik ez dute talka ez-elastikoek energiaren kontserbazioaren legea urratzen? Erantzuna: Energia kontserbatzen da oraindik; forma batetik (zinetiko) beste batzuetara (beroa edo soinua bezala) bihurtzen da, energia zinetiko gisa soilik geratu beharrean.
10. Galdera: Benetako munduko talka gehienak ez-elastikoak al dira? Erantzuna: Bai, benetako munduko talka gehienak ez-elastikoak dira, energia zinetikoa beste formatan bihurtzen baita normalean.
11. Galdera: Talka ez-elastiko batean, bi objektu elkarri itsasten bazaizkio, zer esan daiteke haien abiadura konbinatuari buruz? Erantzuna: Haien abiadura konbinatua momentuaren kontserbazioak zehazten du. Bi objektuak abiadura komun batekin mugituko dira talkaren ondoren.
12. Galdera: Nola erlazionatzen da leheneratze-koefizientea talka inelastikoekin? Erantzuna: Leheneratze-koefizienteak, gisa adierazita , talka baten "errotagarritasuna" neurtzen du. Talka perfektuki inelastikoetarako, �=0 da.
13. Galdera: Zergatik sor dezake soinua talka ez-elastiko batek? Erantzuna: Talkak bibrazioak eragin ditzake talka egiten duten objektuetan, eta horrek soinu-uhinak sor ditzake inguruko ingurunean.
14. Galdera: Energia potentzial grabitatorioa faktore izan al daiteke talka ez-elastikoetan? Erantzuna: Bai, batez ere talkak objektuen altuera edo posizioa aldatzen badu, energia zinetikoa energia potentzial grabitatorio bihurtuz.
15. Galdera: Zergatik ez dituzte gomazko pilotek talka perfektuki inelastikoak jasaten, “jauzi egiten” duten arren? Erantzuna: Gomazko pilotek talka elastikoak edo ia elastikoak jasaten dituzte, energia zinetiko gehiena mantendu eta errebotatu egiten dutelako. Ez dira elkarri itsasten, eta hori talka perfektuki inelastiko baten ezaugarria izango litzateke.
16. Galdera: Bi buztin bola bigunek talka perfektuki inelastikoa erakuts al dezakete? Erantzuna: Bai, bi buztin bola bigunek talka egiten dutenean, elkarri itsatsi eta ez errebotatu egiten baitute, eta hori talka perfektuki inelastiko baten ezaugarria da.
17. Galdera: Posible al da talka ez-elastiko bat gertatzea soinurik edo berorik sortu gabe? Erantzuna: Arraroa da, baina posible da. Energia beste modu sotil batzuetan xahutu edo barne-energia potentzial gisa gorde liteke.
18. Galdera: Alderantzikatu al daitezke talka ez-elastikoak? Erantzuna: Oro har, talka ez-elastikoak ez dira itzulgarriak, energia zinetikoa beste formatan bihurtzeak hasierako egoerara itzultzea zailtzen duelako.
19. Galdera: Nola erlazionatzen da airearen erresistentzia talka ez-elastikoekin? Erantzuna: Airearen erresistentziak talkak ez-elastikoagoak bihur ditzake energia zinetikoaren zati bat bero gisa xahutuz.
20. Galdera: Talka ez-elastikoek eraginik ba al dute segurtasun-diseinuetan, hala nola autoen tolestura-eremuetan? Erantzuna: Bai, autoen tolestura-eremuak talka ez-elastikoak jasateko diseinatuta daude, energia zinetikoa xurgatuz eta bidaiariengan eragiten duten indarrak murriztuz.
Talka ez-elastikoek funtsezko zeregina dute fisikaren kontserbazio-legeak ulertzeko eta funtsezkoak dira aplikazio praktiko eta segurtasun-diseinu ugaritan.
