Kolizyon Momantòm Enpilsyon - Pwoblèm ak Solisyon

Kolizyon Momantòm Enpilsyon - Pwoblèm ak Solisyon

1. Yon bal kawoutchou 40 gram te tire orizontalman nan miray la, jan yo montre nan figi ki anba a. Bal la reflete ak menm vitès la. Ki chanjman nan momantòm boul la?

Li te ye:

Mas (m) = 40 gram = 0.04 kg

Vitès inisyal (v _o ) = – 50 m/s

Vitès final (vt ₎ = 50 m/s

Direksyon deplasman boul la (direksyon vitès la) se opoze, kidonk vitès inisyal la ak vitès final la gen siy opoze.

Rechèch: Chanjman nan momantòm boul la

Solisyon:

Chanjman nan momantòm:

Δp = m (vt _– v _o ) = (0.04)(50 – (-50)) = (0.04)(50 + 50)

Δp = (0.04)(100) = 4 Ns

2. Yo voye yon boul kawoutchou 75 gram orizontalman pou l frape miray la, jan yo montre nan figi ki anba a. Boul la reflete ak menm vitès la. Ki sa ki enpilsyon an?

Li te ye:

Mas boul la (m) = 75 gram = 0.075 kg

Vitès inisyal (v _o ) = -20 m/s

Vitès final (vt ₎ = 20 m/s

Direksyon deplasman boul la (direksyon vitès la) se opoze, kidonk vitès inisyal la ak vitès final la gen siy opoze.

Rechèch: Enpilsyon

Solisyon:

Enpilsyon = Chanjman nan momantòm

Mwen = Δp

Mwen = m (vt _– v _o ) = 0.075 (20 – (-20)) = 0.075 (20 + 20) = 0.075 (40)

Mwen = 3 N s = 3 Newton segonn

Kolizyon pafètman elastik

3. De boul, A ak B, ap pwoche youn lòt sou yon plan orizontal. Vitès boul A a, v _A = 4 m/s ak vitès boul B a, v _B = 6 m/s. Kolizyon an parfe elastik. Vitès objè B apre kolizyon an se 4 m/s. Ki vitès boul A apre kolizyon an?

Li te ye:

Mas boul A (m_A) = m

Mas boul B a (m²B ₎ = m²

Vitès boul A anvan kolizyon an (v _A ) = 4 m/s

Vitès boul B anvan kolizyon an (v _B ) = 6 m/s

Vitès boul B apre kolizyon an (v _B ') = 4 m/s

Vitès boul A a apre yon kolizyon (v _A ')

Solisyon:

Mas boul yo se menm bagay la, kidonk:

Vitès boul A anvan kolizyon an (v _A ) = vitès boul B apre kolizyon an (v _B ') = 4 m/s

Vitès boul B anvan kolizyon an (v _B ) = vitès boul A apre kolizyon an (v _A ') = 6 m/s

Kolizyon Pasyèlman Elastik

4. De objè ki gen menm mas la deplase nan yon liy dwat ap pwoche youn lòt, jan yo montre nan figi ki anba a. Si v2 _se vitès objè 2 a, apre kolizyon an adwat nan 5 ms ^-1 , alò vitès objè (1) an apre kolizyon an se...

Li te ye:

Mas objè a = m

Vitès objè 1 anvan kolizyon an (v1 ₎ = 8 m/s

Vitès objè 2 anvan kolizyon an (v2 ₎ = 10 m/s

Vitès objè 2 apre kolizyon an (v ₂ ') = 5 m/s

Vitès objè 1 apre kolizyon an (v ₁ ')

Solisyon:

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 = ₁ ' + 5

18 = v ₁ ' + 5

v ₁ ' = 18-5

v1 _' = 13 m/s

5. Objè A ki gen yon mas 4 kg ak objè B ki gen yon mas 5 kg ap pwoche youn lòt sou yon plan orizontal jan yo montre nan figi ki anba a. Apre kolizyon an, vitès boul A = 4 m/s epi vitès boul B = 2 m/s. Ki vitès boul B anvan kolizyon an?

Li te ye:

Mas objè A a (m_A) = 4 kg

Mas objè BB (m²B ₎ = 5 kg

Vitès objè A anvan kolizyon an (v _A ) = 6 m/s

Vitès objè A apre kolizyon an (v _A ') = 4 m/s

Vitès objè B apre kolizyon an (v _B ') = -2 m/s

Siy plis ak mwens yo endike ke boul yo gen direksyon opoze.

Vitès boul B a anvan kolizyon an ( v _B )

Solisyon:

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

Siy mwens la endike ke direksyon boul la apre kolizyon an se opoze ak direksyon boul la anvan kolizyon an.

Nan kolizyon plastik

6. Yon boul 2 kg ak yon boul 1 kg ap pwoche youn ak lòt sou yon plan orizontal, jan yo montre nan figi ki anba a.

Vitès boul 1 an, v ₁ = 2 ms ^-1 ak vitès boul 2 a, v ₂ = 4 ms ^-1 . Apre kolizyon an, tou de kole ansanm. Ki vitès apre kolizyon an?

Li te ye:

Mas boul 1 (m₁) = 2 kg

Mas boul 2 a (m2 ₎ = 1 kg

Vitès boul 1 anvan kolizyon an ( _v1 ) = 2 m/s

Vitès boul 2 anvan kolizyon an (v2 ₎ = -4 m/s

Direksyon deplasman boul la (direksyon vitès la) se opoze, kidonk vitès boul 1 ak vitès boul 2 gen siy opoze.

Vitès ki nesesè a apre kolizyon an (v')

Solisyon:

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

1. Kisa teyorèm enpilsyon-momantòm nan ye?

Repons: $Teyorèm\; enpilsyon-momantòmlan\; deklare\; ke\; enpilsyonki$ aplike sou yon objè egal a chanjman nan momantòm li. Matematikman, $Enpilsyon$$=$$F\times \Delta t=\Delta p,kote$ F $se$ fòs mwayèn ki aplike a, $\Delta tse$$tanpou$ fòs la aplike, epi $\Delta p$ se chanjman nan momantòm lan$.$

2. Kijan yo aplike prensip konsèvasyon momantòm lan pandan kolizyon?

Repons: Nan yon sistèm izole (pa gen fòs ekstèn), momantòm total anvan yon kolizyon egal a momantòm total apre kolizyon an. Sa a vre pou kolizyon elastik ak inelastik.

3. Fè diferans ant yon kolizyon elastik ak yon kolizyon inelastik.

Repons: Nan yon kolizyon elastik, tou de momantòm ak enèji sinetik yo konsève. Sa vle di ke enèji sinetik total anvan kolizyon an egal ak enèji sinetik total apre kolizyon an. Nan yon kolizyon inelastik, pandan ke momantòm konsève, enèji sinetik pa nesesèman konsève, epi gen kèk ki ka transfòme an lòt fòm enèji tankou chalè oswa son.

4. Poukisa yon boul ki rebondi finalman sispann rebondi lè yo lage l soti nan yon sèten wotè?

Repons: Menm si boul la sibi kolizyon apeprè elastik ak tè a, se pa tout enèji sinetik li ki konvèti tounen enèji potansyèl. Gen kèk enèji ki pèdi nan lòt fòm tankou chalè, son, ak defòmasyon entèn nan boul la. Kòm rezilta, avèk chak rebondisman, wotè a diminye jiskaske boul la finalman rete.

5. Ki rapò enpilsyon genyen ak yon chanjman nan vitès?

Repons: Enpilsyon se pwodwi fòs mwayèn ak tan li aji sou yon objè. Etandone teyorèm enpilsyon-momantòm nan, enpilsyon egal a chanjman nan momantòm. Pou yon objè ki gen mas konstan, momantòm ( $p)semas$$($ m $)\times vitès(v).Kidonk,yonchanjmannan$ momantòm tradui an yon chanjman nan vitès.

6. Nan yon kolizyon ant de machin kote toulede machin yo rete nèt, èske momantòm lan toujou konsève?

Repons: Wi, momantòm nan toujou konsève. Momantòm total de machin yo anvan kolizyon an ta egal ak momantòm total la apre kolizyon an. Piske tou de machin yo rive nan yon arè, momantòm endividyèl yo se zewo, men momantòm konbine yo toujou menm jan ak anvan kolizyon an.

7. Kijan enpilsyon yon sak lè nan yon machin bay la diminye enpak la sou yon pasaje pandan yon kolizyon?

Repons: Yon èrbag ogmante tan pou pasaje a ralanti. Lè yo pwolonje tan an, fòs mwayèn pasaje a sibi a (akòz teyorèm enpilsyon-momantòm nan) diminye, kidonk diminye risk pou blese.

8. Poukisa atlèt yo fè yon "woule" lè yo ateri soti nan yon wotè siyifikatif?

Repons: Lè yon atlèt woule lè l ap ateri, li ogmante dire enpak la. Tan ki pi long sa a diminye fòs mwayèn ki sibi pandan aterisaj la, sa ki diminye risk pou yon moun blese. Se yon aplikasyon teyorèm enpilsyon-momantòm nan lavi reyèl.

9. Ki rapò ki genyen ant momantòm ak twazyèm lwa mouvman Newton an?

Repons: Twazyèm lwa Newton an deklare ke pou chak aksyon, gen yon reyaksyon egal e opoze. Nan kolizyon, yon objè egzèse yon fòs sou dezyèm nan, epi dezyèm nan egzèse yon fòs egal e opoze sou premye a. Sa vle di chanjman nan momantòm (oswa enpilsyon) yon objè sibi a egal nan mayitid e opoze nan direksyon ak lòt objè a, sa ki asire konsèvasyon momantòm nan.

10. Ki jan ang ensidans lan nan yon kolizyon afekte vitès reziltan objè k ap kolizyone yo?

Repons: Ang ensidans lan ka detèmine direksyon vitès ki rezilta yo apre kolizyon an. Nan kolizyon bidimansyonèl, konsèvasyon momantòm lan dwe aplike separeman pou konpozan orizontal ak vètikal yo. Tou depan de ang kolizyon an ak pwopriyete objè yo, sa ka mennen nan divès rezilta an tèm de direksyon ak mayitid vitès ki rezilta yo.

1. Ki relasyon ki genyen ant enpilsyon ak momantòm?
   • ReponnEnpilsyon se chanjman nan momantòm yon objè. Matematikman, enpilsyon se pwodwi fòs ak tan li aji a, epi li egal a chanjman nan momantòm.
2. Kijan konsèvasyon momantòm nan aplike nan kolizyon?
   • ReponnNan yon sistèm izole (kote pa gen okenn fòs ekstèn k ap aji), momantòm total anvan yon kolizyon egal a momantòm total apre kolizyon an. Sa a se prensip konsèvasyon momantòm.
3. Fè diferans ant kolizyon elastik ak inelastik.
   • ReponnNan yon kolizyon elastik, tou de momantòm ak enèji sinetik yo konsève. Nan yon kolizyon inelastik, alòske momantòm konsève, enèji sinetik pa konsève. Kolizyon ki pa gen okenn elastik ditou se yon sou-ansanm kote objè yo kole ansanm apre kolizyon an.
4. Poukisa yon boul ki rebondi finalman sispann rebondi lè yo lage l plizyè fwa?
   • ReponnPa gen okenn kolizyon ki parfe elastik akòz faktè tankou rezistans lè ak enèji defòmasyon. Avèk chak rebondisman, yon pati nan enèji sinetik boul la konvèti an lòt fòm, tankou chalè, sa ki mennen nan rebondisman ki pi piti epi pi piti apre sa jiskaske li sispann.
5. Ki jan enpilsyon yon èrbag bay la diminye chans pou yon moun blese pandan yon aksidan machin?
   • ReponnYon èrbag ogmante dire kolizyon an. Lè li fè sa, li diminye fòs mwayèn ki egzèse sou pasaje a, kidonk li diminye risk pou li blese.
6. Poukisa li pi fasil pou pran yon ze kri lè w deplase men w avèk mouvman ze a lè w ap pran l olye pou w kenbe men w kanpe?
   • ReponnLè w deplase men w avèk mouvman ze a, ou ogmante tan enpak la. Sa diminye fòs mwayèn sou ze a, sa ki fè li mwens chans pou l kraze.
7. Ki jan yon ekspè karate kase yon planch oswa yon brik ak men l san l pa blese tèt li?
   • ReponnYon ekspè karate itilize yon mouvman rapid e presi pou bay yon gwo enpilsyon nan yon kout peryòd de tan. Transfè rapid momantòm lan kraze planch la, men men an pa rete an kontak ase lontan pou absòbe yon fòs domaje.
8. Poukisa li danjere pou yon moun rete san l pa deplase nan mitan yon otowout k ap kondui gwo vitès?
   • ReponnSi yon machin k ap vwayaje ak gwo vitès fè kolizyon ak yon objè (oswa yon moun) ki pa deplase, chanjman nan momantòm nan (e konsa enpilsyon an) rive nan yon tan trè kout, sa ki mennen nan fòs ki gwo anpil. Gwo fòs sa yo ka lakòz gwo domaj.
9. Lè de objè antre an kolizyon, poukisa youn ka sibi yon fòs ki pi gwo pase lòt la, menm si chanjman nan momantòm yo se menm bagay la?
   • ReponnPandan ke chanjman nan momantòm (e konsa enpilsyon an) se menm bagay la pou tou de objè yo akòz twazyèm lwa Newton an, fòs yon objè sibi a depann de vitès chanjman momantòm nan rive. Si yon objè gen yon dire kolizyon ki pi kout, li pral sibi yon fòs ki pi gwo.
10. Poukisa kèk ekipman espòtif, tankou gan bezbòl oswa pwoteksyon krikèt, gen rembourraj?

• ReponnRembourraj la ogmante tan pou yon kolizyon (tankou yon boul ki frape ekipman an) rive. Sa gaye enpilsyon an sou yon tan ki pi long, sa diminye fòs mwayèn nan ak potansyèl blesi a.