8 Foarbylden fan Botsingsfragen
Perfekt elastyske botsing
1. Twa objekten A (3 kg) en B (5 kg) bewege yn deselde rjochting mei in snelheid fan 8 m/s elk.-1 en 4 ms-1 As objekt A objekt B mei perfekte elastisiteit rekket, dan is de snelheid fan elk objekt nei de botsing...
A. 3 ms -1 en 7 ms -1
B. 6 ms -1 en 10 ms -1
C. 4,25 ms -1 en 10 ms -1
D. 5,5 ms -1 en 5,5 ms -1
E. 8 ms -1 en 4 ms -1
Diskusje
It is bekend dat:
Massa fan objekt A (m1) = 3 kg
Massa fan objekt B (m2) = 5 kg
De snelheid fan objekt A (v1) = 8 ms-1
De snelheid fan objekt B (v2) = 4 ms-1
Perfekt elastyske botsing
Frege: v1'en v2'
Antwurd:
As de objekten dy't elastysk botsje ferskillende massa's hawwe en de snelheid fan 'e twa objekten nei de botsing ûnbekend is, dan wurdt de snelheid nei de botsing berekkene mei de folgjende fergeliking:
As beide objekten yn deselde rjochting bewege, binne harren snelheden posityf. As beide objekten yn tsjinoerstelde rjochtingen bewege, is de snelheid fan it iene objekt posityf en de snelheid fan it oare objekt negatyf.
Dus de snelheid fan objekt A (v1') nei de botsing is 3 m/s en de snelheid fan objekt B (v2') nei de botsing is 7 m/s.
It goede antwurd is A.
2. In bal mei momentum P rekket in muorre en stuitert. De botsing is perfekt elastysk en de rjochting is loodrecht. De feroaring yn momentum fan 'e bal is...
A. nul
B. p/4
C. p/4
D.P.
E. 2P
Diskusje
It is bekend dat:
Massa fan 'e bal = m
Snelheid fan 'e bal foar de ynfloed = v
Snelheid fan 'e bal nei de ynslach = -v (bal stuitert nei lofts)
De momentum fan 'e bal foar de botsing (po) = mv
De momentum fan 'e bal nei de botsing (pt) = m (-v) = – mv
Frege: De grutte fan 'e feroaring yn momentum fan 'e bal
Antwurd:
Feroaring yn momentum:
Δp = pt - po
Δp = – mv – mv
Δp = – 2 mv
Δp = -2p
De grutte fan 'e feroaring yn momentum fan 'e bal is 2p. It negative teken jout de rjochting oan.
It goede antwurd is E.
3. Twa objekten A en B fan gelikense massa bewege foarby elkoar. A beweecht nei it easten en B beweecht nei it westen, mei snelheden V en 2V, respektivelik. As de objekten in perfekt elastyske botsing ûnderfine, dan is der direkt nei de botsing...
A. V.A = V nei westen, VB = V nei it easten
B. V.A = 2V nei it westen, VB = 2V nei it easten
C.VA = 2V nei it westen, VB = V nei it easten
D.V.A = V nei westen, VB = 2V nei it easten
E.V.A = 2V nei it easten, VB = V nei West
Diskusje
It is bekend dat:
Beide objekten hawwe deselde massa.
A beweecht nei it easten mei in snelheid fan V
B beweecht nei it westen mei in snelheid fan 2V
Frege: Snelheid fan A en B nei botsing
Antwurd:
As de massa's fan beide objekten itselde binne en de botsing perfekt elastysk is, dan wikselje de twa objekten snelheid út nei de botsing.
Dus nei de botsing beweecht A nei it westen mei in snelheid fan 2V en B beweecht nei it easten mei in snelheid fan V.
It goede antwurd is C.
Foar in part elastyske botsing
4. Twa objekten fan deselde massa bewege yn in rjochte line nei elkoar ta lykas te sjen is yn 'e ôfbylding!
As v2' is de snelheid fan objekt (2) nei de botsing nei rjochts mei in snelheid fan 5 ms-1, dan de grutte fan 'e snelheid v1 '(1) nei de botsing is…..
A. 7 ms-1
B. 9 ms-1
C. 13 ms-1
D. 15 ms-1
E. 17 ms-1
Diskusje
It is bekend dat:
De massa fan beide objekten is itselde = m
De snelheid fan objekt 1 foar de botsing (v1) = 8 m/s
De snelheid fan objekt 2 foar de botsing (v2) = 10 m/s
De snelheid fan objekt 2 nei de botsing (v2') = 5 m/s
Frege: De snelheid fan objekt 1 nei de botsing (v1')
Antwurd:
Dit is in ûnfolsleine elastyske botsing.1' wurdt berekkene mei de wet fan behâld fan momentum:
m1 v1+m2 v2 = m1 v1' + m2 v2'
m (f1 +v2) = m (v1' + v2')
v1 +v2 =v1' + v2'
8 + 10 = v1' + 5
18 = f1' + 5
v1' = 13 m/s
It goede antwurd is C.
Inelastyske botsing
5. In kûgel fan 10 gram wurdt ôfsketten mei in snelheid fan 100 m/s.-1 , botst tsjin in stilsteand blok hout en komt deryn fêst te sitten. As de massa fan it blok hout 490 gram is, is de snelheid fan it blok hout en de kûgel fuort nei de botsing...
B. 2,0 ms-1
C. 2,5 ms-1
D. 4,0 ms-1
E. 5,0 ms-1
Diskusje
It is bekend dat:
Massa fan kûgel (m1) = 10 gram
Kûgelsnelheid (v)1) = 100 ms-1
Massa fan it blok (m2) = 490 gram
De snelheid fan it blok (v2) = 0 m/s (blok yn rêst)
Frege: De snelheid fan it houten blok en de kûgel fuort nei de botsing
Antwurd:
De kûgel rekket in stilsteand blok hout en komt deryn fêst te sitten, dus dit is in inelastyske botsing. De formule foar in inelastyske botsing is:
Momentum foar botsing = momentum nei botsing
m1 v1 +m2 v2 = (m1 +m2) v'
(10)(100) + (490)(0) = (10 + 490) v'
1000 + 0 = 500 v'
1000 = 500 v'
v' = 1000 / 500
v' = 2 m/s = 2 ms-1
It goede antwurd is B.
6. In frachtwein rydt mei in snelheid fan 10 m/s-1 rekke troch in auto dy't mei in snelheid fan 20 ms ried-1Nei de botsing botsten de twa auto's mei-inoar. As de massa fan 'e frachtwein 1400 kg is en de massa fan 'e auto 600 kg, dan is de snelheid fan 'e twa auto's nei de botsing...
A. 6 ms-1
B. 9 ms-1
C. 11 ms-1
D. 13 ms-1
E. 17 ms-1
Diskusje
Nei de botsing sieten de twa auto's fêst, wêrtroch't in ûnelastyske botsing ûntstie.
It is bekend dat:
Frachtweinsnelheid (v)1) = 10 m/s
Autosnelheid (v)2) = 20 m/s
Massa frachtwein (m1) = 1400 kg
Massa fan 'e auto (m2) = 600 kg
Frege: snelheid fan beide auto's nei botsing (v)
Antwurd:
Inelastyske botsingsformule:
m1 v1 +m2 v2 = (m1 +m2) yn
(1400)(10) + (600)(20) = (1400 + 600) v
26000 = 2000 v
v = 13 m/s
It goede antwurd is D.
7. S.in kûgel fan 20 gram beweecht mei in snelheid fan 10 ms-1 horizontale rjochting rekket in blok mei in massa fan 60 gram dat op 'e flier rêst. As de kûgel yn it blok fêst sit, dan is de hjoeddeiske snelheid fan it blok….
A. 1,0 ms-1
B. 1,5 ms-1
C. 2,0 ms-1
D. 2,5 ms-1
E. 3,0 ms-1
Diskusje
It is bekend :
Massa fan kûgel (mP) = 20 gram = 0,02 kg
Massa fan it blok (mB) = 60 gram = 0,06 kg
Begjinsnelheid fan 'e kûgel (vP) = 10 m/s
Begjinsnelheid fan it blok (vB) = 0
frege : snelheid fan 'e kûgel en it blok nei de botsing (v')
Jawab :
Formule wet fan behâld fan momentum as de twa objekten nei de botsing oaninoar plakke:
mP vP +mB vB = (mP +mB) v'
(0,02)(10) + (0,06)(0) = (0,02 + 0,06) v'
0,2 + 0 = 0,08 v'
0,2 = 0,08 v'
v' = 0,2 / 0,08
v' = 2,5 m/s
It goede antwurd is D.
8. Twa trolleys A en B, elk mei in gewicht fan 1,5 kg, bewege nei elkoar ta mei in snelheid v.A = 4 ms-1 en vB = 5 ms-1 lykas yn 'e ôfbylding. As de twa trolleys op in inelastyske manier botsje, dan is de snelheid fan 'e twa trolleys nei de botsing...
A. 4,5 ms-1 nei rjochts
B. 4,5 ms-1 nei lofts
C. 1,0 ms-1 nei lofts
D. 0,5 ms-1 nei lofts
E. 0,5 ms-1 nei rjochts
Diskusje
It is bekend dat:
Massa fan trolley A (mA) = 1,5 kg
Massa fan trolley B (mB) = 1,5 kg
De snelheid fan trolley A foar de botsing (vA) = 4 m/s (posityf nei rjochts)
De snelheid fan trolley B foar de botsing (vB) = -5 m/s (negatyf nei lofts)
Frege: As de botsing net-elastysk is, bepaal dan de snelheid fan beide trolleys nei de botsing.
Antwurd:
Wet fan behâld fan momentum:
mAvA +mBvB = (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
It negative teken betsjut dat nei de botsing beide nei lofts bewege, yn deselde rjochting as trolley B. Dit is logysk, om't it momentum fan trolley B grutter is as it momentum fan trolley A.
Boarne fan 'e fraach:
Nasjonaal eksamen Natuerkundefragen foar middelbere skoalle/beropsskoalle
