8 exemples de collisions parfaitement élastiques
1. Deux balles, A et B, de masses respectives de 200 grammes, entrent en collision de manière parfaitement élastique. Si, avant la collision, la balle A se déplace à une vitesse de 10 m/s et la balle B est immobile, alors les vitesses des balles A et B après la collision sont…
Discussion
Est connu :
Masse de la balle A (mA) = 200 grammes = 0,2 kg
Masse de la balle B (mB) = 200 grammes = 0,2 kg
La vitesse de la balle A avant la collision (v)A) = 10m/s
La vitesse de la balle B avant la collision (v)B) = 0
Demandé : vitesse de la balle A (vA') et la balle B (vB') après la collision
Répondre :
Au collision parfaitement élastique, si avant la collision l'objet B est immobile (vB = 0) alors après la collision, l'objet A est toujours (vA' = 0) et l'objet B se déplace avec vitesse qui est égale à la vitesse de l'objet A avant la collision (vB' = vA).
vA' = vB = 0
vB' = vA = 10 m/s
2. Les billes A et B, de même masse, se déplacent l'une vers l'autre et entrent en collision élastique. Avant la collision, la bille A se déplace à une vitesse de 8 m/s et la bille B à une vitesse de 12 m/s. La norme et la direction de la vitesse des billes A et B après la collision sont…
Discussion
Est connu :
Masse de marbre A (mA) = m
Masse du marbre B (mB) = m
La vitesse de la bille A avant la collision (v)A) = -8 m/s
La vitesse de la bille B avant la collision (v)B) = 12m/s
La vitesse des deux billes est indiquée comme positive et négative, ce qui signifie que le sens de leur mouvement ou de leur vitesse est opposé.
Demandé : magnitude et direction de la vitesse de la bille A (vA') et marbre B (vB') après la collision
Répondre :
Lors d'une collision parfaitement élastique, si les masses des deux objets entrant en collision sont identiques, alors la vitesse de l'objet A après la collision (v)A') = vitesse de l'objet B avant la collision (vB) et la vitesse de l'objet B après la collision (vB') = vitesse de l'objet A avant la collision (vA).
Qu’en est-il du sens de déplacement ou de la direction de la vitesse des objets ? Si, avant la collision, l’objet A se déplace vers la droite et l’objet B vers la gauche, alors, après la collision, l’objet A se déplace vers la gauche (vA' = – vB) et l'objet B se déplace vers la droite (vB' = vA).
Les deux billes ont la même masse et entrent en collision de manière parfaitement élastique, de sorte que les deux billes échangent leur vitesse.
vA' = -vB = -12 m/s
vB' = vA = 8 m/s
Les signes positif et négatif indiquent qu'après la collision, la direction de la vitesse de la bille A est opposée à la direction de la vitesse de la bille B.
3. Un objet A de masse 2 kg et un objet B de masse 4 kg se déplacent l'un vers l'autre. La vitesse de l'objet A est de 10 m/s et celle de l'objet B de 20 m/s. Si la collision entre les deux objets est parfaitement élastique, alors la vitesse de l'objet A et de l'objet B après la collision est…
Discussion
Est connu :
Masse de l'objet A (mA) = 2 kg
Masse de l'objet B (mB) = 4 kg
La vitesse de l'objet A avant la collision (v)A) = 10m/s
La vitesse de l'objet B avant la collision (v)B) = 20m/s
Demandé : vitesse de l'objet A (vA') et l'objet B (vB') après la collision
Répondre :
Si les objets qui entrent en collision élastique ont des masses différentes et que les deux objets se déplacent l'un vers l'autre à une certaine vitesse, alors la vitesse des deux objets après la collision est calculée à l'aide de l'équation suivante :
La vitesse de l'objet A après la collision est :
Après la collision, les deux objets s'éloignent l'un de l'autre.
4. Un objet de 100 grammes se déplaçant à 20 m/s percute un mur de manière parfaitement élastique. La norme et la direction de sa vitesse après le choc sont…
Discussion
Est connu :
Masse de l'objet (mA) = 100 grammes = 0,1 kg
Masse de la paroi (mB) = infini (le mur est considéré comme ayant une masse infinie)
La vitesse de l'objet avant la collision (v)A) = 20m/s
La vitesse du mur avant la collision (v)B) = 0
Demandé : l'amplitude et la direction de la vitesse de l'objet après la collision
Répondre :
Si vB = 0, mA très petit et m2 si est très grand, alors en résolvant l'équation ci-dessus, on obtient vA' = -vA et v2' = 0. Les signes positifs et négatifs indiquent des directions de mouvement opposées pour l'objet.
La norme de la vitesse de l'objet après la collision (v<sub> A </sub>') est donc de -20 m/s, et celle de la paroi est nulle. La direction de la vitesse de l'objet après la collision est opposée à celle de sa vitesse avant la collision. Si, avant la collision, l'objet se déplaçait vers la droite, il se déplacera vers la gauche après la collision, et inversement.
5. L'objet A et l'objet B se déplacent l'un vers l'autre. Si mA = mB vA = 4 m/s, vB = 3 m/s et le sol est glissant, quelle est la vitesse de A et B après une collision parfaitement élastique ?
A. 3 m/s à gauche et 4 m/s à droite
B. 3 m/s à droite et 4 m/s à droite
C. 3 m/s à gauche et 4 m/s à gauche
D. 3 m/s à gauche et 3 m/s à droite
E. 4 m/s à gauche et 4 m/s à droite
Discussion :
Est connu :
vA = 4 m/s, vB = 3 m/s
Demandé :
vA' et vB' ?
Répondre :
Au collision parfaitement élastiqueSi la masse des deux objets est identique, alors lors de leur collision, les deux objets échangent leur vitesse.
vA' = 3 m/s et vB' = 4 m/s
Si, avant la collision, l'objet A se déplace vers la gauche, alors, après la collision, il se déplace vers la droite. De même, si, avant la collision, l'objet B se déplace vers la droite, alors, après la collision, il se déplace vers la gauche. Avant et après la collision, les deux objets se déplacent dans des directions opposées.
La bonne réponse est A.
6. mA = 2 kg et mB = 1 kg se déplace l'un vers l'autre à la vitesse vA = 2 m/s et vB = 3 m/s. Les deux balles entrent en collision de manière parfaitement élastique. Quelle est la vitesse de la balle A immédiatement après la collision ?
A. 1/2 m/s
B. 2/3 m/s
C. 1 m/s
D. 3/2 m/s
E. 2 m/s
Discussion :
Est connu :
mA = 2 kg, mB = 1 kg, vA = 2 m/s, vB = 3 m/s
Demandé :
vA' ?
Répondre :
Si les objets sont mutuellement collision parfaitement élastique Ces deux objets ayant des masses différentes, leurs vitesses n'échangent pas entre eux.
La vitesse de chaque objet après la collision est calculée à l'aide de la formule suivante :
La bonne réponse est B.
7. La balle A se déplace en ligne droite à vitesse constante vers la droite avec une vitesse initiale de 1 m/s et une accélération de 1 m/s.2Après un déplacement de 2 secondes, la balle A entre en collision avec la balle B, initialement immobile. Si la collision est parfaitement élastique et que les deux balles ont la même masse, alors la vitesse des balles A et B après la collision est de…
A. vA` = 0 et vB` = 3 m/s
B. vA` = 2 m/s et vB` = 3 m/s
C. vA` = 3 m/s et vB` = 0 m/s
D. vA` = 3 m/s et vB` = 2 m/s
E. vA` = 4 m/s et vB` = 2 m/s
Discussion :
Est connu :
Données sur le mouvement de la balle A :
vo = 1 m/s, a = 1 m/s2, t = 2 secondes, vt =?
Données de collision :
vA = ? , vB = 0, mA = mB
Demandé :
vA' et vB»
Répondre :
La vitesse de la balle A juste avant la collision (v)A):
vt = vo + at = 1 + (1)(2) = 1 + 2 = 3 m/s
Donc vA = 3 m/s
La masse des deux balles étant identique, elles échangent leur vitesse l'une avec l'autre.
vA' = 0 et vB' = 3 m/s
Avant la collision, la balle A se déplace vers la droite ; après la collision, la balle A est immobile. Avant la collision, la balle B est immobile ; après la collision, la balle B se déplace vers la droite.
La bonne réponse est A.
8. Si deux billes identiques se déplacent l'une vers l'autre à la même vitesse sur une trajectoire rectiligne et entrent en collision, l'une des billes libérera une partie de son énergie et l'autre bille recevra la même quantité d'énergie.
Parce que
La loi de conservation de l'énergie garantit que l'énergie cinétique totale des deux billes reste inchangée.
Discussion
L'affirmation ci-dessus est vraie si le type de collision est parfaitement élastique.
Source de la question :
Questions de physique pour l'examen national de fin d'études secondaires/professionnelles
Questions de physique SBMPTN
