8 דוגמאות לשאלות התנגשות
התנגשות אלסטית לחלוטין
1. שני עצמים A (3 ק"ג) ו-B (5 ק"ג) נעים באותו כיוון במהירויות של 8 אלפיות שנייה -1 ו-4 אלפיות שנייה -1 בהתאמה . אם עצמים A פוגעים בעצמים B באלסטיות מושלמת, אזי המהירות של כל אחד מהעצמים לאחר ההתנגשות היא...
א. 3 אלפיות שנייה -1 ו-7 אלפיות שנייה -1
ב. 6 אלפיות שנייה -1 ו-10 אלפיות שנייה -1
ג. 4,25 אלפיות שנייה -1 ו-10 אלפיות שנייה -1
ד. 5,5 אלפיות שנייה -1 ו-5,5 אלפיות שנייה -1
ה. 8 אלפיות שנייה -1 ו-4 אלפיות שנייה -1
דִיוּן
ידוע כי:
מסת גוף A (מ"ר ) = 3 ק"ג
מסת העצם B (מ"ר ) = 5 ק"ג
מהירות עצם A (v1 ) = 8 מילישניות –1
מהירות עצם B (v² ) = 4 מילישניות –1
התנגשות אלסטית לחלוטין
נשאל: פרק 1 ' ופרק 2 '
תשובה:
אם לעצמים המתנגשים באופן אלסטי יש מסות שונות ומהירות שני העצמים לאחר ההתנגשות אינה ידועה, אזי המהירות לאחר ההתנגשות מחושבת באמצעות המשוואה הבאה:
אם שני העצמים נעים באותו כיוון, המהירויות שלהם חיוביות. אם שני העצמים נעים בכיוונים מנוגדים, מהירותו של גוף אחד חיובית ומהירותו של הגוף השני שלילית.
לכן, מהירותו של גוף A (v1 ' ) לאחר ההתנגשות היא 3 מטר/שנייה ומהירותו של גוף B (v2 ' ) לאחר ההתנגשות היא 7 מטר/שנייה.
התשובה הנכונה היא א'.
2. כדור בעל תנע P פוגע בקיר וקופץ. ההתנגשות אלסטית לחלוטין והכיוון ניצב. השינוי בתנע של הכדור הוא...
א. אפס
ב. עמ' 4
ג. עמ' 4
ד.פ.
ה. 2P
דִיוּן
ידוע כי:
מסת הכדור = מטר
מהירות הכדור לפני הפגיעה = v
מהירות הכדור לאחר הפגיעה = -v (הכדור קופץ שמאלה)
תנע הכדור לפני ההתנגשות (p o ) = mv
תנע הכדור לאחר ההתנגשות (p/ t ) = m (-v) = – mv
שאלה: מה גודל השינוי בתנע של הכדור?
תשובה:
שינוי במומנטום:
Δp = p t – p o
Δp = – mv – mv
Δp = – 2 mv
Δp = -2p
גודל השינוי בתנע של הכדור הוא 2p. הסימן השלילי מציין את הכיוון.
התשובה הנכונה היא ה'.
3. שני גופים A ו-B בעלי מסה זהה נעים זה ליד זה. A נע מזרחה ו-B מערבה, במהירויות V ו-2V בהתאמה. אם הגופים חווים התנגשות אלסטית לחלוטין, אז מיד לאחר ההתנגשות...
א. V A = V למערב, V B = V למזרח
B. V A = 2V למערב, V B = 2V למזרח
C. V A = 2V למערב, V B = V למזרח
D. V A = V למערב, V B = 2V למזרח
E. V A = 2V למזרח, V B = V למערב
דִיוּן
ידוע כי:
לשני העצמים יש את אותה מסה.
A נע מזרחה במהירות V
B נע מערבה במהירות של 2V
שאלה: מהירותם של A ו-B לאחר ההתנגשות
תשובה:
אם המסות של שני העצמים זהות וההתנגשות אלסטית לחלוטין, אז שני העצמים מחליפים מהירות לאחר ההתנגשות.
לכן, לאחר ההתנגשות, A נע מערבה במהירות של 2V ו-B נע מזרחה במהירות של V.
התשובה הנכונה היא ג'.
התנגשות אלסטית חלקית
4. שני עצמים בעלי אותה מסה נעים בקו ישר זה לעבר זה כפי שמוצג בתמונה!
אם v 2 ' היא מהירות העצם (2) לאחר ההתנגשות ימינה במהירות של 5 מילישניות -1 , אז גודל המהירות v 1 ' (1) לאחר ההתנגשות הוא...
א. 7 מילישניות −1
ב. 9 מילישניות −1
ג. 13 מילישניות −1
ד. 15 מילישניות −1
ה. 17 מילישניות −1
דִיוּן
ידוע כי:
המסה של שני העצמים זהה = m
מהירות גוף 1 לפני ההתנגשות (v1 ) = 8 מטר/שנייה
מהירות עצם 2 לפני ההתנגשות (v² ) = 10 מטר/שנייה
מהירות עצם 2 לאחר ההתנגשות (v² ' ) = 5 מטר/שנייה
שאלה: מהירות של עצם 1 לאחר התנגשות (v 1 ')
תשובה:
זוהי התנגשות אלסטית לא מושלמת. v 1 ' מחושב באמצעות חוק שימור התנע:
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 = v 1 ' + 5
18 = v 1 ' + 5
v 1 ' = 18-5
v 1 ' = 13 מטר/שנייה
התשובה הנכונה היא ג'.
התנגשות לא אלסטית
5. כדור במשקל 10 גרם הנע במהירות של 100 מטר/שנייה -1 פוגע בגוש עץ נייח ונתקע בו. אם מסת גוש העץ היא 490 גרם, מהירות גוש העץ והכדור מיד לאחר ההתנגשות היא...
א. 1,0 אלפיות שנייה -1
ב. 2,0 אלפיות שנייה -1
ג. 2,5 אלפיות שנייה -1
ד. 4,0 אלפיות שנייה -1
מזרח 5,0 מילישניות -1
דִיוּן
ידוע כי:
מסת הקליע (מ"ר ) = 10 גרם
מהירות הקליע (v1 ) = 100 מילישניות -1
מסת הבלוק (מ"ר ) = 490 גרם
מהירות הבלוק (v² ) = 0 מטר/שנייה (בלוק במנוחה)
שאלה: מהירות גוש העץ והכדור מיד לאחר ההתנגשות
תשובה:
הכדור פוגע בגוש עץ נייח ונתקע בו, כך שמדובר בהתנגשות לא אלסטית. הנוסחה להתנגשות לא אלסטית היא:
תנע לפני התנגשות = תנע לאחר התנגשות
m 1 v 1 + m 2 v 2 = (m 1 + m 2 ) v'
(10)(100) + (490)(0) = (10 + 490) v'
1000 + 0 = 500 וולט'
1000 = 500 וולט
v' = 1000 / 500
v' = 2 מטר/שנייה = 2 אלפיות שנייה -1
התשובה הנכונה היא ב'.
6. משאית הנוסעת במהירות של 10 מטר לשנייה נפגעת ממכונית הנוסעת במהירות של 20 מטר לשנייה . לאחר ההתנגשות, שתי המכוניות מתנגשות זו בזו. אם מסת המשאית היא 1400 ק"ג ומסת המכונית היא 600 ק"ג, מהירות שני כלי הרכב לאחר ההתנגשות היא...
א. 6 מילישניות –1
ב. 9 אלפיות שנייה –1
ג. 11 אלפיות שנייה –1
ד. 13 אלפיות שנייה –1
מזרח 17 מילישניות –1
דִיוּן
לאחר ההתנגשות שתי המכוניות נתקעו זו בזו, מה שגרם להתנגשות לא אלסטית.
ידוע כי:
מהירות משאית (v1 ) = 10 מטר/שנייה
מהירות המכונית (v² ) = 20 מטר/שנייה
מסת משאית (מ"ר ) = 1400 ק"ג
מסת המכונית (מ"ר ) = 600 ק"ג
שאלה: מהירות שני כלי הרכב לאחר ההתנגשות (v)
תשובה:
נוסחת התנגשות לא אלסטית:
m 1 v 1 + m 2 v 2 = (m 1 + m 2 ) v
(1400)(10) + (600)(20) = (1400 + 600) v
26000 = 2000 וולט
v = 13 מטר/שנייה
התשובה הנכונה היא ד'.
7. כדור במשקל 20 גרם הנע במהירות של 10 מטר/שנייה - 1 אופקית פוגע בבלוק במשקל 60 גרם הנמצא נייח על הרצפה. אם הכדור תקוע בבלוק, אזי המהירות הנוכחית של הבלוק היא...
א. 1,0 אלפיות שנייה -1
ב. 1,5 אלפיות שנייה -1
ג. 2,0 אלפיות שנייה -1
ד. 2,5 אלפיות שנייה -1
ה. 3,0 אלפיות שנייה -1
דִיוּן
ידוע כי :
מסת הקליע (mP ) = 20 גרם = 0,02 ק"ג
מסת הבלוק (mB ) = 60 גרם = 0,06 ק"ג
מהירות התחלתית של הקליע (vP ) = 10 מטר/שנייה
המהירות ההתחלתית של הבלוק (vB ) = 0
שאלה : מהירות הכדור והחסימה לאחר ההתנגשות (v')
תשובה :
הנוסחה לחוק שימור התנע אם שני העצמים נדבקים זה לזה לאחר ההתנגשות:
מ ' PvP + מ' BvB = ( מ ' P + מ' B )v'
(0,02)(10) + (0,06)(0) = (0,02 + 0,06) v'
0,2 + 0 = 0,08 וולט'
0,2 = 0,08 וולט'
v' = 0,2 / 0,08
v' = 2,5 מטר/שנייה
התשובה הנכונה היא ד'.
8. שתי עגלות A ו-B, כל אחת במשקל 1,5 ק"ג, נעות זו לעבר זו עם v A = 4 ms -1 ו-v B = 5 ms -1 כפי שמוצג באיור. אם שתי העגלות מתנגשות באופן לא אלסטי, אזי מהירות שתי העגלות לאחר ההתנגשות היא...
א. 4,5 אלפיות השנייה-1 מִיָמִין
ב. 4,5 מילישניות -1 שמאלה
ג. 1,0 אלפיות שנייה -1 שמאלה
ד. 0,5 אלפיות שנייה -1 שמאלה
ה. 0,5 אלפיות שנייה -1 ימינה
דִיוּן
ידוע כי:
מסת העגלה A (מ² A ) = 1,5 ק"ג
מסת עגלה B (מ"ר B ) = 1,5 ק"ג
מהירות העגלה A לפני ההתנגשות (v A ) = 4 מטר/שנייה (חיובי לימין)
מהירות עגלה B לפני ההתנגשות (v B ) = -5 מטר/שנייה (שלילי לשמאל)
שאלה: אם ההתנגשות אינה אלסטית, קבע את מהירות שתי העגלות לאחר ההתנגשות.
תשובה:
חוק שימור התנע:
m A v A + m B v B = (m A + m B ) v'
(1,5)(4) + (1,5)(-5) = (1,5 + 1,5) v'
6 – 7,5 = (3) ו'
1,5- = (3) וולט
v' = -1,5 / 3
v' = -0,5 מטר/שנייה
הסימן השלילי פירושו שלאחר ההתנגשות שניהם נעים שמאלה, באותו כיוון כמו עגלה B. זה הגיוני מכיוון שהתנע של עגלה B גדול מהתנע של עגלה A.
מקור השאלה:
שאלות בפיזיקה בבחינה הארצית לחטיבת ביניים/תיכון מקצועי
