8 primjera pitanja o sudarima
Idealno elastičan sudar
1. Dva tijela A (3 kg ) i B (5 kg) kreću se u istom smjeru brzinama od 8 ms –1 i 4 ms –1 . Ako tijelo A udari u tijelo B s savršenom elastičnošću, tada je brzina svakog tijela nakon sudara...
A. 3 ms –1 i 7 ms –1
B. 6 ms –1 i 10 ms –1
C. 4,25 ms –1 i 10 ms –1
D. 5,5 ms –1 i 5,5 ms –1
E. 8 ms –1 i 4 ms –1
Rasprava
Poznato je da:
Masa objekta A (m1 ) = 3 kg
Masa objekta B (m² ) = 5 kg
Brzina objekta A (v1 ) = 8 ms –1
Brzina objekta B (v2 ) = 4 ms –1
Idealno elastičan sudar
Pitanje: stih 1 i stih 2
Odgovor:
Ako tijela koja se elastično sudaraju imaju različite mase, a brzina dvaju tijela nakon sudara nije poznata, tada se brzina nakon sudara izračunava sljedećom jednadžbom:
Ako se oba objekta kreću u istom smjeru, njihove brzine su pozitivne. Ako se oba objekta kreću u suprotnim smjerovima, brzina jednog objekta je pozitivna, a brzina drugog objekta je negativna.
Dakle, brzina objekta A (v 1 ') nakon sudara je 3 m/s, a brzina objekta B (v 2 ') nakon sudara je 7 m/s.
Točan odgovor je A.
2. Kugla koja ima moment P udari u zid i odskoči. Sudar je savršeno elastičan, a smjer je okomit. Promjena momenta kugle je...
A. nula
B. p/4
C. p/4
D.P.
E. 2P
Rasprava
Poznato je da:
Masa kugle = m
Brzina lopte prije udara = v
Brzina lopte nakon udara = -v (lopta odskače ulijevo)
Gibanje kugle prije sudara (p o ) = mv
Gibanje kugle nakon sudara (p t ) = m (-v) = – mv
Pitanje: Kolika je promjena količine gibanja lopte?
Odgovor:
Promjena momenta:
Δp = p t – p o
Δp = – mv – mv
Δp = – 2 mv
Δp = -2p
Veličina promjene količine gibanja kugle je 2p. Negativni predznak označava smjer.
Točan odgovor je E.
3. Dva tijela A i B iste mase kreću se jedno pored drugog. A se kreće prema istoku, a B prema zapadu, brzinama V i 2V. Ako tijela dožive savršeno elastičan sudar, tada je odmah nakon sudara...
A. V A = V prema zapadu, V B = V prema istoku
B. V A = 2V prema zapadu, V B = 2V prema istoku
C. V A = 2V prema zapadu, V B = V prema istoku
D. V A = V prema zapadu, V B = 2V prema istoku
E. V A = 2V prema istoku, V B = V prema zapadu
Rasprava
Poznato je da:
Oba objekta imaju istu masu.
A se kreće prema istoku brzinom od V
B se kreće prema zapadu brzinom od 2V
Pitanje: Brzina A i B nakon sudara
Odgovor:
Ako su mase oba tijela jednake i sudar je savršeno elastičan, tada dva tijela izmjenjuju brzinu nakon sudara.
Dakle, nakon sudara, A se kreće prema zapadu brzinom 2V, a B se kreće prema istoku brzinom V.
Točan odgovor je C.
Djelomično elastični sudar
4. Dva tijela iste mase kreću se pravocrtno jedno prema drugome kao što je prikazano na slici!
Ako je v 2 ' brzina objekta (2) nakon sudara udesno brzinom od 5 ms –1 , tada je veličina brzine v 1 ' (1) nakon sudara…..
A. 7 ms −1
B. 9 ms −1
C. 13 ms −1
D. 15 ms −1
E. 17 ms −1
Rasprava
Poznato je da:
Masa oba tijela je ista = m
Brzina objekta 1 prije sudara (v1 ) = 8 m/s
Brzina objekta 2 prije sudara (v2 ) = 10 m/s
Brzina objekta 2 nakon sudara (v2 ' ) = 5 m/s
Pitanje: Brzina objekta 1 nakon sudara (v 1 ')
Odgovor:
Ovo je nesavršeno elastični sudar. v 1 ' se izračunava pomoću zakona očuvanja količine gibanja:
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 = v1 ' + 5
18 = v1 ' + 5
v 1 ' = 18-5
v1 ' = 13 m/s
Točan odgovor je C.
Neelastični sudar
5. Metak mase 10 grama koji se kreće brzinom od 100 m/s -1 udari u nepomični blok drva i zaglavi se u njemu. Ako je masa bloka drva 490 grama, brzina bloka drva i metka odmah nakon sudara je...
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
Rasprava
Poznato je da:
Masa metka (m1 ) = 10 grama
Brzina metka (v1 ) = 100 ms -1
Masa bloka (m² ) = 490 grama
Brzina bloka (v2 ) = 0 m/s (blok u mirovanju)
Pitanje: Brzina drvenog bloka i metka odmah nakon sudara
Odgovor:
Metak udara u nepomični blok drveta i zaglavi se u njemu, pa je to neelastični sudar. Formula za neelastični sudar je:
Impuls prije sudara = impuls nakon sudara
m 1 v 1 + m 2 v 2 = (m 1 + m 2 ) 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
Točan odgovor je B.
6. Kamion koji se kreće brzinom od 10 m/ s udara automobil koji se kreće brzinom od 20 m/ s . Nakon sudara, dva automobila se sudaraju jedan s drugim. Ako je masa kamiona 1400 kg, a masa automobila 600 kg, brzina dvaju vozila nakon sudara je...
A. 6 ms –1
B. 9 ms –1
C. 11 ms –1
D. 13 ms –1
E. 17 ms –1
Rasprava
Nakon sudara dva automobila su ostala zaglavljena jedan za drugi, što je rezultiralo neelastičnim sudarom.
Poznato je da:
Brzina kamiona ( v1 ) = 10 m/s
Brzina automobila (v2 ) = 20 m/s
Masa kamiona (m1 ) = 1400 kg
Masa automobila (m2 ) = 600 kg
Pitanje: brzina oba vozila nakon sudara (v)
Odgovor:
Formula za neelastičan sudar:
m 1 v 1 + m 2 v 2 = (m 1 + m 2 ) v
(1400)(10) + (600)(20) = (1400 + 600) v
26000 = 2000 V
v = 13 m/s
Točan odgovor je D.
7. Metak od 20 grama koji se kreće vodoravno brzinom 10 m/s - 1 pogađa blok od 60 grama koji miruje na podu. Ako je metak zaglavljen u bloku, tada je trenutna brzina bloka….
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
Rasprava
Poznato je da :
Masa metka (mP ) = 20 grama = 0,02 kg
Masa bloka (m B ) = 60 grama = 0,06 kg
Početna brzina metka (vP ) = 10 m/s
Početna brzina bloka (v B ) = 0
Pitanje : brzina metka i bloka nakon sudara (v')
Odgovor :
Formula za zakon o očuvanju količine gibanja ako se dva tijela drže jedno za drugo nakon sudara:
mP v P + mB v B = (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
Točan odgovor je D.
8. Dva kolica A i B, svako težine 1,5 kg, kreću se jedno prema drugome s v A = 4 ms -1 i v B = 5 ms -1 kao što je prikazano na slici. Ako se dva kolica sudare na neelastični način, tada je brzina dvaju kolica nakon sudara...
A. 4,5 ms-1 desno
B. 4,5 ms -1 ulijevo
C. 1,0 ms -1 ulijevo
D. 0,5 ms -1 ulijevo
E. 0,5 ms -1 udesno
Rasprava
Poznato je da:
Masa kolica A (m A ) = 1,5 kg
Masa kolica B (m B ) = 1,5 kg
Brzina kolica A prije sudara (v A ) = 4 m/s (pozitivno udesno)
Brzina kolica B prije sudara (v B ) = -5 m/s (negativno ulijevo)
Pitanje: Ako je sudar neelastični, odredite brzinu dvaju kolica nakon sudara.
Odgovor:
Zakon očuvanja količine gibanja:
mA v A + mB v B = (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
Negativni predznak znači da se nakon sudara oba kreću ulijevo, u istom smjeru kao i kolica B. To ima smisla jer je moment kolica B veći od momenta kolica A.
Izvor pitanja:
Pitanja iz fizike za nacionalni ispit za višu srednju školu/srednju strukovnu školu
