물체 간의 충돌을 무엇이라고 부르는가? 완전 탄성 충돌 충돌 전 각 물체의 운동량과 운동 에너지가 충돌 후 각 물체의 운동량과 운동 에너지와 같을 경우, 즉 완전 탄성 충돌이 성립할 경우, 완전 탄성 충돌이 성립합니다. 운동량 보존 법칙 그리고 운동 에너지 보존 법칙이 적용됩니다. '탄성'이라는 단어는 충돌 후 두 물체가 하나로 합쳐지거나 달라붙지 않고 튕겨 나간다는 것을 나타냅니다.
각 물체의 운동량은 보존됩니다.
각 물체의 운동 에너지는 보존됩니다.
완전 탄성 충돌은 충돌하는 물체 사이의 마찰로 인한 열 발생 없이 소음이 없어야 합니다. 만약 두 물체의 충돌에서 소리와 열이 발생한다면, 물체의 운동 에너지는 보존되지 않는 것입니다. 운동 에너지의 일부는 소리와 열로 변환될 뿐만 아니라 내부 에너지로도 변환됩니다. 원자 및 아원자 입자 간의 충돌은 완전 탄성 충돌의 예입니다.
완전 탄성 충돌 문제에서 초기 속도는 알려져 있지만 최종 속도는 알려져 있지 않은 경우, 방정식 1.5와 1.6만으로는 문제를 해결할 수 없습니다. 따라서 위의 두 방정식을 다시 조작하여 최종 속도를 구할 수 있는 다른 방정식을 얻습니다.
½이라는 인수를 제거한 다음 방정식 1.6을 조작합니다.
방정식 1.5의 조작
최종 결과를 얻으려면 방정식 1.7을 방정식 1.8로 나눕니다.
방정식 1.5와 1.9는 완전 탄성 충돌 문제를 해결하는 데 사용할 수 있습니다. 방정식 1.5와 1.9를 결합하면 두 물체의 질량과 초기 속도만 알고 있을 때 두 물체의 최종 속도를 결정하는 두 개의 방정식을 얻을 수 있습니다.
위 방정식을 사용하여 문제를 풀 때는 v에 올바른 부호를 사용하십시오.1 그리고 v2만약 객체 1이 오른쪽으로 이동한다면 v1 만약 객체 2가 왼쪽으로 이동하면 v이고, 그렇지 않으면 양수입니다.2 부정. 두 물체가 서로 반대 방향으로 움직이지만 움직이는 방향이 설명되지 않은 경우 v1 그리고 v2 예를 들어 v와 같이 다른 부호를 붙여야 합니다.1 긍정적이고 v2 부정.
1. 두 물체의 질량은 같습니다.
만약 m이라면1 =m2 그런 다음 v1' = v2 그리고 v2' = v1.
두 물체가 서로 반대 방향으로 움직인다면 어떻게 될까요? 예를 들어, 충돌 전에 물체 1이 오른쪽으로 움직이고 물체 2가 왼쪽으로 움직인다면, 충돌 후에는 물체 1이 왼쪽으로 움직입니다.1' = – v2) 그리고 객체 2는 오른쪽으로 이동합니다(v2' = v1).
만약 물체 중 하나가 처음에는 정지해 있다면 어떻게 될까요? 예를 들어, 충돌 전에 두 물체가 모두 정지해 있다면 말입니다.2 = 0) 그러면 충돌 후에도 객체 1은 여전히 (v)입니다.1' = 0)이고 물체 2는 물체 1의 초기 속도(v)와 같은 속도로 움직입니다.2' = v1충돌 전에 물체 1이 오른쪽으로 움직인다면, 충돌 후에 물체 2도 오른쪽으로 움직입니다. 따라서 두 물체는 속도를 교환하게 됩니다.
문제 예시.
1. 두 물체 A(2kg)와 B(2kg)가 각각 4m/s와 2m/s의 속도로 반대 방향으로 움직이고 있습니다. 물체 A가 물체 B와 완전 탄성 충돌을 한다면, 물체 A와 물체 B의 최종 속도는 얼마입니까?
논의
알려져 있다 :
mA = 2kg, mB = 2kg
vA = 4 m/s, vB = -2 m/s
질문했습니다 : vA'와 vB'
자와브 :
vA' = -2 m/s 및 vB' = 4m/s
충돌 후, 물체 A는 2m/s의 속도로, 물체 B는 4m/s의 속도로 움직이며, 두 물체의 운동 방향은 서로 반대입니다. 만약 충돌 전 물체 A가 오른쪽으로, 물체 B가 왼쪽으로 움직였다면, 충돌 후에는 물체 A가 왼쪽으로, 물체 B가 오른쪽으로 움직입니다.
2. 물체 A(2kg)가 오른쪽으로 2m/s의 속도로 움직이다가 정지해 있는 물체 B(2kg)와 충돌합니다. 두 물체가 탄성 충돌을 한다면, 물체 A와 물체 B의 최종 속도는 얼마입니까?
논의
알려져 있다 :
mA = 2kg, mB = 2kg
vA = 2 m/s, vB = 0m/s
질문했습니다 : vA'와 vB'
자와브 :
vA' = 0 및 vB' = 2m/s
충돌 후, 물체 A는 정지해 있고 물체 B는 오른쪽으로 2m/s의 속도로 움직입니다.
2. 두 물체의 질량은 서로 다릅니다.
두 물체의 초기 속도와 질량이 서로 다르면(차이가 작으면) 최종 속도는 방정식 1.10과 1.11을 사용하여 알 수 있습니다.
처음에 객체 2가 정지해 있는 경우 (v2 = 0)이면 방정식 1.10은 방정식 1.12로 바뀌고 방정식 1.11은 방정식 1.13으로 바뀝니다.
만약 v라면2 = 0, m1 매우 큰, m2 매우 작은 경우 방정식 1.12와 1.13을 풀면 v를 얻습니다.1' = v1 그리고 v2' = 2v1만약 v라면2 = 0, m1 아주 작은, m2 v는 매우 크므로 방정식 1.12와 1.13을 풀면 v를 얻습니다.1' = -v1 그리고 v2' = 0. 양수와 음수 부호는 물체의 움직임 방향이 서로 반대임을 나타냅니다.
문제 예시.
1. 질량이 1kg이고 속도가 20m/s인 물체가 완전탄성 충돌을 하여 벽에 부딪힙니다. 물체와 벽의 최종 속도는 얼마입니까?
논의
알려져 있다 :
mA = 1kg, vA = 20 m/s, mB = 매우 크고 vB = 0
질문했습니다 : vA'와 vB'
자와브 :
vA' = -20 m/s
vB' = 0
충돌 후, 물체 A는 20m/s의 속도로 튕겨 나가고 물체 B는 정지해 있습니다. 충돌 전 물체 A가 오른쪽으로 움직였다면, 충돌 후 물체 A는 왼쪽으로 움직입니다.
