Жарым-жартылай серпилгич кагылышуулар

Жарым-жартылай серпилгич кагылышуулар

Жарым-жартылай серпилгич кагылышууларда импульстун сакталуу мыйзамы колдонулат, ал эми кинетикалык энергиянын сакталуу мыйзамы колдонулбайт. Кагылышуу болгон учурда кинетикалык энергиянын бир бөлүгү үн энергиясына, жылуулук энергиясына жана ички энергияга айланат. Серпилгич сөзүнүн колдонулушу кагылышуудан кийин эки нерсе бири-бирине жабышып калбай, секирип түшөрүн көрсөтүп турат.

Жарым-жартылай серпилгич кагылышуунун мисалы катары эки шардын же эки бильярд шарынын бир өлчөмдүү кагылышуусун келтирүүгө болот.

1-мисал суроо.

Массалары 1 кг жана 2 кг болгон А жана В объектилери карама-каршы багыттар боюнча тиешелүүлүгүнө жараша 4 м/с жана 2 м/с ылдамдыкта кыймылдап, жарым-жартылай серпилгич кагылышууда кагылышат. Эгерде кагылышуудан кийин А объектиси 2 м/с ылдамдыкта кыймылдаса, В объектисинин ылдамдыгы канча?

Белгилүү:

m_A = 1 кг, м_B = 2 кг, v_A = 4 м/с (оң жакта деп коёлу), v_B = -2 м/с (сол жакта деп коёлу), v_A ' = – 2 м/с

Издөөдө: v_B «

Чечим:

m_A v_A + м_B v_B = м_A v_A ' + м_B v_B «

(1 кг)(4 м/с) + (2 кг)(-2 м/с) = (1 кг)(-2 м/с) + (2 кг)(v)_B')

4 кг м/с – 4 кг м/с = -2 кг м/с + (2 кг) v_B«

0 = – 2 кг м/с + (2 кг)(v_B')

-2 кг м/с = – 2 кг v_B «

v_B' = 1 м/с

Кагылышуудан кийин, В объектиси 1 м/с ылдамдыкта (ойдоңуз, оңго), ал эми А объектиси 2 м/с ылдамдыкта (ойдоңуз, солго) кыймылдайт.

2-мисал суроо.

Массасы 4 кг жана 5 кг болгон А жана В объектилери төмөндөгү сүрөттө көрсөтүлгөндөй, бири-бирине карама-каршы багытта жакындашат. Кагылышуудан кийин эки объект тең А = 4 мс ылдамдык менен багытын өзгөртүштү.^-1 жана B ылдамдыгы = 2 мс^-1Кагылышууга чейинки В объектисинин ылдамдыгы кандай?

Белгилүү:

А объектисинин массасы (м)_A) = 4 кг

B объектисинин массасы (м)_B) = 5 кг

А объектисинин кагылышууга чейинки ылдамдыгы (v_A) = 6 м/с

Кагылышуудан кийинки А объектисинин ылдамдыгы (v_A') = 4 м/с

Кагылышуудан кийинки В объектисинин ылдамдыгы (v_B') = -2 м/с

Плюс жана минус белгилери эки нерсенин карама-каршы багытта кыймылдаарын көрсөтөт.

Каалаган: В объектисинин кагылышууга чейинки ылдамдыгы (v_B)

Чечим:

m_A v_A + м_B v_B = м_A v_A' + м_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

Минус белгиси кагылышуудан кийинки объекттин багыты кагылышуудан мурунку багыттан айырмаланарын көрсөтөт.

3-мисал суроо.

Төмөндөгү сүрөттө көрсөтүлгөндөй, бирдей массадагы эки нерсе бири-бирине жакындашат.

Эгерде v₂' – кагылышуудан кийинки объекттин (2) оңго карай 5 мс ылдамдыкта болгон ылдамдыгы^-1, биринчи v объектинин ылдамдыгы кандай₁ (1) кагылышуудан кийин?

Белгилүү:

Ар бир нерсенин массасы = м

1-объекттин кагылышууга чейинки ылдамдыгы (v₁) = 8 м/с

2-объекттин кагылышууга чейинки ылдамдыгы (v₂) = 10 м/с

Кагылышуудан кийинки 2-объекттин ылдамдыгы (v₂') = 5 м/с

Каалаган: Кагылышуудан кийинки 1-объекттин ылдамдыгы (v₁')

Чечим:

m₁ v₁+ м₂ v₂ = м₁ v₁' + м₂ v₂«

м (в)₁ +v₂) = м (v₁' + v₂')

v₁ +v₂ = V₁' + v₂«

8 + 10 = v₁'+ 5

18 = v₁'+ 5

v₁' = 18-5

v₁' = 13 м/с

Жарым-жартылай серпилгич кагылышуулар жөнүндө 20 концептуалдык суроо жана жооптор:

1. Суроо: Жарым-жартылай серпилгич кагылышуу деген эмне? деп жооп берет: Жарым-жартылай серпилгич кагылышуу – бул кандайдыр бир кинетикалык энергия сакталган, бирок баары эмес болгон кагылышуу. Объектилер бири-биринен кайра силкинишет, бирок баштапкы толук кинетикалык энергиялары менен эмес.

2. Суроо: Жарым-жартылай серпилгич кагылышуу абсолюттук серпилгич кагылышуудан эмнеси менен айырмаланат? деп жооп берет: Абсолюттук серпилгич кагылышууда жалпы кинетикалык энергия сакталат, ал эми жарым-жартылай серпилгич кагылышууда кинетикалык энергиянын бир бөлүгү гана сакталат.

3. Суроо: Жарым-жартылай серпилгич кагылышууда эмне сакталат? деп жооп берет: Импульс бардык кагылышууларда, анын ичинде жарым-жартылай серпилгич кагылышууларда да сакталат.

4. Суроо: Кайтарып берүү коэффициенти кандай, $e$, кагылышуунун ийкемдүүлүгүн сүрөттөө үчүн колдонулат? деп жооп берет: Жарым-жартылай серпилгич кагылышуулар үчүн, $0<e<1$Жакыныраак $e$ 1ге барабар болсо, кагылышуу ошончолук ийкемдүү болот.

5. Суроо: Кайтаруу коэффициенти 1ден чоң болушу мүмкүнбү? деп жооп берет: Жок. Алмаштыруу коэффициенти 1ден жогору болсо, кагылышуудан кийинки кинетикалык энергия мурункуга караганда көбүрөөк болот, бул энергиянын үнөмдөө законун бузат.

6. Суроо: Эмне үчүн жарым-жартылай серпилгич кагылышууларда бардык кинетикалык энергия сакталбайт? деп жооп берет: Кинетикалык энергиянын бир бөлүгү башка түрлөргө, мисалы, үнгө, жылуулукка же объектилердин деформациясына айланат.

7. Суроо: Жарым-жартылай серпилгич кагылышууда сакталган кинетикалык энергиянын көлөмүн кантип аныктоого болот? деп жооп берет: Кагылышууга чейинки жана кагылышуудан кийинки жалпы кинетикалык энергияны салыштыруу менен.

8. Суроо: Жарым-жартылай серпилгич кагылышуулар дайыма үн чыгарабы? деп жооп берет: Дайыма эле эмес, бирок кагылышуудан улам пайда болгон термелүүлөрдүн айынан үн чыгышы мүмкүн.

9. Суроо: Жарым-жартылай серпилгич кагылышууда сакталбаган кинетикалык энергия эмне болот? деп жооп берет: Ал, адатта, деформациядан улам жылуулук, үн же потенциалдык энергия сыяктуу башка энергия түрлөрүнө айланат.

10. Суроо: Материалдын курамы кагылышуунун ийкемдүүлүгүнө кандай таасир этет? деп жооп берет: Кээ бир материалдар, мисалы, резина, көбүрөөк ийкемдүү кагылышууга дуушар болушат, ал эми башкалары, мисалы, чопо, ийкемсиз болушат. Бирок, реалдуу дүйнөдөгү кагылышуулардын көпчүлүгү материалдардын касиеттерине жана башка факторлорго байланыштуу жарым-жартылай ийкемдүү болот.

11. Суроо: Эки болот шар жарым-жартылай серпилгич кагылышууну көрсөтө алабы? деп жооп берет: Ооба. Болот шарлар дээрлик кемчиликсиз ийкемдүү кагылышууга ээ болгондой сезилиши мүмкүн, бирок адатта бир аз энергия жоготуу болот, бул аны жарым-жартылай ийкемдүү кылат.

12. Суроо: Жердин метеорит менен кагылышуусу жарым-жартылай ийкемдүү деп эсептелеби? деп жооп берет: Жалпысынан алганда, ооба. Кагылышуу бардык кинетикалык энергияны үнөмдөй албайт, анткени айрымдары жылуулукка, үнгө жана кратердин пайда болушуна айланат.

13. Суроо: Вакуумда жарым-жартылай серпилгич кагылышуу болушу мүмкүнбү? деп жооп берет: Ооба. Аба каршылыгы болбосо да, кагылышуучу денелердин ички касиеттери энергиянын жоголушуна алып келиши мүмкүн.

14. Суроо: Сырткы күчтөр, мисалы, сүрүлүү, кагылышуунун ийкемдүүлүгүнө кандай таасир этет? деп жооп берет: Тышкы күчтөр көбүрөөк кинетикалык энергияны чачыратып, кагылышууну ийкемсиз кылышы мүмкүн.

15. Суроо: Жарым-жартылай ийкемдүү кагылышууларды түшүнүү абдан маанилүү болгон практикалык колдонмолор барбы? деп жооп берет: Ооба, спортто, инженерияда жана жол кырсыгында жарым-жартылай ийкемдүү кагылышууларды түшүнүү абдан маанилүү болушу мүмкүн.

16. Суроо: Эмне үчүн унаа өндүрүүчүлөр жарым-жартылай ийкемдүү кагылышууларды изилдешет? деп жооп берет: Кагылышуу учурунда жүргүнчүлөрдү коргоп, сокку энергиясын натыйжалуу сиңире алган унааларды иштеп чыгуу.

17. Суроо: Кванттык деңгээлдеги бөлүкчөлөрдүн өз ара аракеттенүүсүн жарым-жартылай серпилгичтүү деп эсептөөгө болобу? деп жооп берет: Ооба. Кванттык механика жаңы кубулуштарды киргизсе да, бөлүкчөлөр бардык кинетикалык энергия сакталбаган жерлерде дагы эле өз ара аракеттенүүгө дуушар болушу мүмкүн.

18. Суроо: Молекулярдык өз ара аракеттенүүлөр жарым-жартылай серпилгич кагылышуулар менен кандай байланышта? деп жооп берет: Молекулалар бири-бирине кагылышканда жарым-жартылай ийкемдүү кагылышууга дуушар болушу мүмкүн, бул энергиянын бир бөлүгүн молекулалардын термелүүсүнө же айлануусуна айландырат.

19. Суроо: Баскетбол тобунун аянтчада секириши жарым-жартылай серпилгич кагылышууну көрсөтөбү? деп жооп берет: Ооба. Энергиянын бир бөлүгү үн катары жана шардын бир аз деформациясынан жоголот, бул кагылышууну жарым-жартылай ийкемдүү кылат.

20. Суроо: Температура газдардагы кагылышуулардын ийкемдүүлүгүнө кандай таасир этет? деп жооп берет: Температура жогорулаган сайын, газ молекулалары тезирээк кыймылдайт жана энергиялуураак кагылыша алат. Бирок, бул кагылышуулардын ийкемдүүлүгү молекулярдык касиеттерге көз каранды жана температура менен түздөн-түз корреляцияланбайт.

Жарым-жартылай ийкемдүү кагылышууларды түшүнүү күнүмдүк тажрыйбалардагы жана физика жана инженерия жаатындагы ар кандай кубулуштар жөнүндө түшүнүк берет.