ການປະທະກັນ - ບັນຫາ ແລະ ວິທີແກ້ໄຂ
1. ວັດຖຸ A (3 ກິໂລກຣາມ) ເຄື່ອນທີ່ດ້ວຍຄວາມໄວ 8 ແມັດ/ວິນາທີ ແລະ ວັດຖຸ B (5 ກິໂລກຣາມ) ເຄື່ອນທີ່ດ້ວຍຄວາມໄວ 4 ແມັດ/ວິນາທີ. ຖ້າການປະທະລະຫວ່າງວັດຖຸ A ແລະ B ແມ່ນຍືດหยุ่นຢ່າງສົມບູນ, ຄວາມໄວ ຂອງວັດຖຸ A ແລະ B ຫຼັງຈາກການປະທະແມ່ນເທົ່າໃດ?
ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກ:
ມວນສານ ຂອງວັດຖຸ A (ມ 1 ) = 3 ກິໂລກຣາມ
ມວນສານຂອງວັດຖຸ B (ມ 2 ) = 5 ກິໂລກຣາມ
ຄວາມ ໄວ ຂອງວັດຖຸ A (v 1 ) = 8 ms –1
ຄວາມໄວຂອງວັດຖຸ B (v2 ) = 4 ms –1
ການປະທະກັນທີ່ຍືດຫຍຸ່ນໄດ້ຢ່າງສົມບູນ.
ຕ້ອງການ: v 1 ' ແລະ v 2 '
ວິທີແກ້ໄຂ:
ຖ້າວັດຖຸທັງສອງມີມວນສານທີ່ແຕກຕ່າງກັນ ແລະ ຄວາມໄວຂອງວັດຖຸທັງສອງຫຼັງຈາກການປະທະຍັງບໍ່ທັນຮູ້ເທື່ອ, ຄວາມໄວຫຼັງຈາກການປະທະຈະຖືກຄິດໄລ່ໂດຍໃຊ້ສົມຜົນນີ້:
ທິດທາງຂອງວັດຖຸທັງສອງແມ່ນຄືກັນ ດັ່ງນັ້ນຄວາມໄວຂອງວັດຖຸທັງສອງຈຶ່ງມີເຄື່ອງໝາຍດຽວກັນ. ຖ້າວັດຖຸທັງສອງເຄື່ອນທີ່ໄປໃນທິດທາງກົງກັນຂ້າມ ຄວາມໄວໜຶ່ງຈະມີເຄື່ອງໝາຍບວກ ແລະ ຄວາມໄວອີກອັນໜຶ່ງຈະມີເຄື່ອງໝາຍລົບ.
ຄວາມໄວຂອງວັດຖຸ A (v A ) ຫຼັງຈາກການປະທະ:
ຄວາມໄວຂອງວັດຖຸ B (v B ) ຫຼັງຈາກການປະທະ:
ຄວາມໄວຂອງວັດຖຸ A (v 1 ') ຫຼັງຈາກປະທະແມ່ນ 3 m/s ແລະຄວາມໄວຂອງວັດຖຸ B (v 2 ') ຫຼັງຈາກປະທະແມ່ນ 7 m/s.
2. ລູກບານມີແຮງກະຕຸ້ນ P, ຕຳກັບກຳແພງ ແລະ ສະທ້ອນ. ການຕຳແມ່ນຍືດหยุ่นຢ່າງສົມບູນ ແລະ ທິດທາງຂອງມັນຕັ້ງສາກກັບກຳແພງ. ການປ່ຽນແປງຂອງ ແຮງກະຕຸ້ນ ຂອງລູກບານແມ່ນຫຍັງ?
ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກ:
ມວນສານຂອງລູກບານ = ມ
ຄວາມໄວຂອງລູກບານກ່ອນການປະທະ = v
ຄວາມໄວຂອງລູກບານຫຼັງຈາກການປະທະ = -v (ລູກບານສະທ້ອນໄປທາງຊ້າຍ)
ໂມເມນຕຳຂອງລູກບານກ່ອນການປະທະ (p₂o ) = mv
ໂມເມນຕຳຂອງລູກບານຫຼັງຈາກການປະທະ (p t ) = m (-v) = – mv
ຕ້ອງການ: ການປ່ຽນແປງຂອງແຮງກະຕຸ້ນຂອງລູກບານ
ວິທີແກ້ໄຂ:
ການປ່ຽນແປງຂອງຄວາມຄ່ອງແຄ້ວ:
Δp = pt – pO
Δp = – mv – mv
Δp = – 2 mv
Δp = -2p
ເຄື່ອງໝາຍລົບສະແດງທິດທາງຂອງລູກບານ.
3. ວັດຖຸສອງຢ່າງຄື A ແລະ B ມີມວນເທົ່າກັນເຄື່ອນທີ່ໄປໃນທິດທາງກົງກັນຂ້າມ ແລະ ຕຳກັນ. A ເຄື່ອນທີ່ໄປທາງທິດຕາເວັນອອກດ້ວຍຄວາມໄວ V ແລະ B ເຄື່ອນທີ່ໄປທາງທິດຕາເວັນຕົກດ້ວຍຄວາມໄວ 2V. ຖ້າການປະທະກັນມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນຢ່າງສົມບູນ, ແລ້ວຄວາມໄວຂອງວັດຖຸທັງສອງຫຼັງຈາກການປະທະກັນແມ່ນເທົ່າໃດ.
ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກ:
ວັດຖຸທັງສອງມີມວນສານເທົ່າກັນ.
A ເຄື່ອນທີ່ໄປທາງທິດຕາເວັນອອກດ້ວຍຄວາມໄວ V
B ເຄື່ອນທີ່ໄປທາງທິດຕາເວັນຕົກດ້ວຍຄວາມໄວ 2V
ຕ້ອງການ: ຄວາມໄວຂອງວັດຖຸທັງສອງຫຼັງຈາກການປະທະກັນ
ວິທີແກ້ໄຂ:
ຖ້າວັດຖຸທັງສອງມີມວນເທົ່າກັນ ແລະ ການປະທະກັນມີຄວາມຍືດຍຸ່ນຢ່າງສົມບູນ, ຫຼັງຈາກການປະທະກັນວັດຖຸທັງສອງຈະປ່ຽນຄວາມໄວ.
ຫຼັງຈາກການປະທະກັນ, A ເຄື່ອນທີ່ໄປທາງທິດຕາເວັນຕົກທີ່ 2V ແລະ B ເຄື່ອນທີ່ໄປທາງທິດຕາເວັນອອກທີ່ V.
4. ວັດຖຸສອງອັນທີ່ມີມວນເທົ່າກັນເຄື່ອນທີ່ຕາມເສັ້ນຊື່ໄປໃນທິດທາງກົງກັນຂ້າມດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບຂ້າງລຸ່ມນີ້. ຖ້າຄວາມໄວຂອງວັດຖຸ 2 ຫຼັງຈາກການປະທະ (v 2 ') ແມ່ນ 5 m/s ໄປທາງຂວາ, ແລ້ວຄວາມໄວຂອງວັດຖຸ 1 ຫຼັງຈາກການປະທະມີຄ່າເທົ່າໃດ.
ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກ:
ມວນສານຂອງແຕ່ລະວັດຖຸ = ມ
ຄວາມໄວຂອງວັດຖຸທີ 1 ກ່ອນການປະທະ (v 1 ) = 8 m/s
ຄວາມໄວຂອງວັດຖຸທີ 2 ຫຼັງຈາກການປະທະ (v 2 ) = 10 m/s
ຄວາມໄວຂອງວັດຖຸທີ 2 ຫຼັງຈາກການປະທະ (v 2 ') = 5 m/s
ຕ້ອງການ: ຄວາມໄວຂອງວັດຖຸ 1 ຫຼັງຈາກການປະທະ (v 1 ')
ວິທີແກ້ໄຂ:
ການປະທະກັນແມ່ນຍືດຫຍຸ່ນໄດ້ບາງສ່ວນ.
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 ' )
v 1 + v 2 = v 1 ' + v 2 '
8 + 10 = v1 ' + 5
18 = v 1 ' + 5
v 1 ' = 18-5
v 1 ' = 13 ແມັດ/ວິນາທີ
ການປະທະທີ່ບໍ່ຍືດຫຍຸ່ນ
5. ລູກປືນນ້ຳໜັກ 10 ກຣາມ ທີ່ຍິງດ້ວຍຄວາມໄວ 100 ms -1 , ຕຳກັບທ່ອນໄມ້ທີ່ຢຸດນິ້ງ. ນ້ຳໜັກຂອງທ່ອນໄມ້ແມ່ນ 490 ກຣາມ. ການປະທະກັນແມ່ນບໍ່ຍືດຫຍຸ່ນ. ຄວາມໄວຂອງທ່ອນໄມ້ ແລະ ລູກປືນຫຼັງຈາກການປະທະກັນແມ່ນເທົ່າໃດ.
ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກ:
ມວນສານຂອງລູກປືນ (ມ 1 ) = 10 ກຣາມ
ຄວາມໄວຂອງລູກປືນ (v 1 ) = 100 m/s
ມວນສານຂອງທ່ອນໄມ້ (ມ 2 ) = 490 ກຣາມ
ຄວາມໄວຂອງບລັອກ (v2 ) = 0 m/s (ບລັອກໃນເວລາພັກຜ່ອນ)
ຕ້ອງການ: ຄວາມໄວຂອງບລັອກ ແລະ ລູກປືນຫຼັງຈາກການປະທະກັນ
ວິທີແກ້ໄຂ:
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 ວ
v' = 1000 / 500
v' = 2 ແມັດ/ວິນາທີ
6. ລົດບັນທຸກທີ່ເຄື່ອນທີ່ດ້ວຍຄວາມໄວ 10 ແມັດ/ວິນາທີ ຕຳກັບລົດທີ່ເຄື່ອນທີ່ດ້ວຍຄວາມໄວ 20 ແມັດ/ວິນາທີ. ຫຼັງຈາກການປະທະກັນ, ທັງລົດບັນທຸກ ແລະ ລົດໃຫຍ່ຈະເຄື່ອນທີ່ໄປນຳກັນດ້ວຍຄວາມໄວເທົ່າກັນ. ນ້ຳໜັກຂອງລົດບັນທຸກແມ່ນ 1400 ກິໂລກຣາມ ແລະ ນ້ຳໜັກຂອງລົດແມ່ນ 600 ກິໂລກຣາມ. ຄວາມໄວຂອງທັງລົດບັນທຸກ ແລະ ລົດໃຫຍ່ຫຼັງຈາກການປະທະກັນແມ່ນເທົ່າໃດ.
ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກ:
ຄວາມໄວຂອງລົດບັນທຸກ (v 1 ) = 10 m/s
ຄວາມໄວຂອງລົດ (v2 ) = 20 m/s
ນ້ຳໜັກລົດບັນທຸກ (ມ 1 ) = 1400 ກິໂລກຣາມ
ມວນສານຂອງລົດ (ມ 2 ) = 600 ກິໂລກຣາມ
ຕ້ອງການ: ຄວາມໄວຂອງທັງລົດບັນທຸກ ແລະ ລົດໃຫຍ່ຫຼັງຈາກປະທະກັນ
ວິທີແກ້ໄຂ:
m 1 v 1 + m 2 v 2 = (m 1 + m 2 ) v
(1400)(10) + (600)(20) = (1400 + 600) ວ.
14000 + 12000 = 2000 ໂວນ
26000 = 2000 ໂວນ
v = 13 ແມັດ/ວິນາທີ
7. ລູກປືນນ້ຳໜັກ 20 ກຣາມ ເຄື່ອນທີ່ດ້ວຍຄວາມໄວ 10 ແມັດ/ວິນາທີ ໃນທິດທາງນອນ, ຕຳກັບທ່ອນໄມ້ນ້ຳໜັກ 60 ກຣາມ ທີ່ວາງຢູ່ເທິງພື້ນ. ຫຼັງຈາກການປະທະກັນ, ລູກປືນ ແລະ ທ່ອນໄມ້ເຄື່ອນທີ່ຮ່ວມກັນດ້ວຍຄວາມໄວ ແລະ ທິດທາງດຽວກັນ. ຄວາມໄວຂອງທັງລູກປືນ ແລະ ທ່ອນໄມ້ແມ່ນເທົ່າໃດ.
ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກ:
ມວນສານຂອງລູກປືນ (m P ) = 20 ກຣາມ = 0.02 ກິໂລກຣາມ
ມວນສານຂອງທ່ອນໄມ້ (ມ B ) = 60 ກຣາມ = 0.06 ກິໂລກຣາມ
ຄວາມໄວເບື້ອງຕົ້ນຂອງລູກປືນ (v P ) = 10 m/s
ຄວາມໄວເບື້ອງຕົ້ນຂອງບລັອກ (v B ) = 0
ຕ້ອງການ: ຄວາມໄວຂອງລູກປືນ ແລະ ທ່ອນໄມ້ຫຼັງຈາກການປະທະກັນ (v')
ວິທີແກ້ໄຂ:
ການປະທະກັນແມ່ນບໍ່ຍືດຫຍຸ່ນ.
m P v P + m B v B = (m P + m B ) 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 ແມັດ/ວິນາທີ
8. ວັດຖຸສອງອັນຄື A ແລະ B ມີມວນເທົ່າກັນ = 1.5 ກິໂລກຣາມ ເຂົ້າໃກ້ກັນ ແລະ ຕຳກັນ. ຄວາມໄວຂອງວັດຖຸ A (v A ) = 4 ແມັດ/ວິນາທີ ແລະ ຄວາມໄວຂອງວັດຖຸ B (v B ) = 5 ແມັດ/ວິນາທີ. ຖ້າການປະທະກັນບໍ່ຍືດຫຍຸ່ນ, ຄວາມໄວຂອງວັດຖຸທັງສອງຫຼັງຈາກການປະທະກັນແມ່ນເທົ່າໃດ.
ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກ:
ມວນສານຂອງວັດຖຸ A (mA ) = 1.5 kg
ມວນສານຂອງວັດຖຸ B (ມ B ) = 1.5 ກິໂລກຣາມ
ຄວາມໄວຂອງວັດຖຸ A ກ່ອນການປະທະ (vA ) = 4 m/s (ບວກໄປທາງຂວາ)
ຄວາມໄວຂອງວັດຖຸ B ກ່ອນການປະທະ (v B ) = -5 m/s (ລົບໄປທາງຊ້າຍ)
ຕ້ອງການ: ຄວາມໄວຂອງວັດຖຸທັງສອງຫຼັງຈາກການປະທະກັນ
ວິທີແກ້ໄຂ:
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) v'
-1.5 = (3) v'
v' = -1.5 / 3
v' = -0.5 ມ/ວິນາທີ
ເຄື່ອງໝາຍລົບຊີ້ບອກວ່າຫຼັງຈາກການປະທະກັນ, ວັດຖຸທັງສອງເຄື່ອນທີ່ໄປທາງຊ້າຍ, ໃນທິດທາງດຽວກັນກັບວັດຖຸ B.
- ການປະທະກັນໃນສະພາບການຂອງຟີຊິກສາດແມ່ນຫຍັງ? ຄໍາຕອບໃນຟີຊິກສາດ, ການປະທະກັນໝາຍເຖິງເຫດການທີ່ວັດຖຸສອງຢ່າງຫຼືຫຼາຍກວ່ານັ້ນມາສຳຜັດກັນຢ່າງໃກ້ຊິດ, ໂດຍປົກກະຕິແລ້ວຈະອອກແຮງຕໍ່ກັນ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ເກີດການແລກປ່ຽນພະລັງງານ ແລະ ໂມເມນຕຳ.
- ການປະທະກັນແບບຍືດหยุ่น ແລະ ການປະທະກັນແບບບໍ່ຍືດหยุ่นແຕກຕ່າງກັນແນວໃດ? ຄໍາຕອບໃນການປະທະທີ່ຍືດຫຍຸ່ນ, ທັງໂມເມນຕຳ ແລະ ພະລັງງານຈົນຈະຖືກອະນຸລັກໄວ້. ໃນການປະທະທີ່ບໍ່ຍືດຫຍຸ່ນ, ໂມເມນຕຳຈະຖືກອະນຸລັກໄວ້, ແຕ່ພະລັງງານຈົນບໍ່ໄດ້ຖືກອະນຸລັກໄວ້. ການປະທະທີ່ບໍ່ຍືດຫຍຸ່ນຢ່າງສົມບູນແມ່ນກຸ່ມຍ່ອຍທີ່ວັດຖຸທີ່ປະທະກັນຕິດກັນຫຼັງຈາກການປະທະ.
- ເປັນຫຍັງແຮງກະຕຸ້ນຈຶ່ງຖືກຮັກສາໄວ້ສະເໝີໃນການປະທະກັນ? ຄໍາຕອບໂມເມນຕຳຖືກຮັກສາໄວ້ໃນການປະທະກັນຍ້ອນຫຼັກການອະນຸລັກໂມເມນຕຳ, ເຊິ່ງລະບຸວ່າໂມເມນຕຳທັງໝົດຂອງລະບົບປິດຍັງຄົງທີ່ ເວັ້ນເສຍແຕ່ວ່າຈະຖືກກະທົບຈາກແຮງພາຍນອກ.
- ພະລັງງານຈົນຈະຖືກອະນຸລັກໄວ້ສະເໝີໃນການປະທະກັນບໍ? ຄໍາຕອບບໍ່, ພະລັງງານຈົນຖືກອະນຸລັກໄວ້ພຽງແຕ່ໃນການປະທະກັນແບບຍືດหยุ่นເທົ່ານັ້ນ. ໃນການປະທະກັນແບບບໍ່ຍືດหยุ่น, ພະລັງງານຈົນບາງສ່ວນຈະຖືກປ່ຽນເປັນພະລັງງານຮູບແບບອື່ນໆ, ເຊັ່ນ: ພະລັງງານທ່າແຮງ, ສຽງ, ຫຼື ຄວາມຮ້ອນ.
- ເປັນຫຍັງລົດສອງຄັນອາດຈະຕິດກັນຫຼັງຈາກປະທະກັນ? ຄໍາຕອບຖ້າລົດສອງຄັນຕິດກັນຫຼັງຈາກເກີດການປະທະກັນ, ມັນເປັນຕົວຢ່າງຂອງການປະທະກັນທີ່ບໍ່ຍືດຫຍຸ່ນຢ່າງສົມບູນ. ລົດຍັງຄົງຢູ່ນຳກັນຍ້ອນການປະທະກັນທາງກົນຈັກ, ການຜິດຮູບ, ຫຼືແຮງອື່ນໆທີ່ເອົາຊະນະຄວາມສາມາດໃນການຟື້ນຕົວຈາກກັນ.
- ວັດຖຸທີ່ກຳລັງປະທະກັນສາມາດປະສົບກັບການປ່ຽນແປງຂອງພະລັງງານຈົນໄດ້ເຖິງແມ່ນວ່າຄວາມໄວຂອງມັນຈະບໍ່ປ່ຽນແປງບໍ? ຄໍາຕອບແມ່ນແລ້ວ, ຖ້າວັດຖຸປ່ຽນທິດທາງໃນລະຫວ່າງການປະທະກັນ ແຕ່ບໍ່ປ່ຽນຄວາມໄວ, ຄວາມໄວຂອງມັນ (ປະລິມານເວັກເຕີ) ຈະປ່ຽນໄປ, ແຕ່ຄວາມໄວຂອງມັນ (ປະລິມານສະເກລາ) ຍັງຄົງຄືເກົ່າ. ເຖິງແມ່ນວ່າຂະໜາດຂອງພະລັງງານຈົນຂອງມັນ (ຂຶ້ນກັບຄວາມໄວ) ອາດຈະບໍ່ປ່ຽນແປງ, ແຕ່ວັດຖຸດັ່ງກ່າວໄດ້ມີການປ່ຽນແປງໃນການແຈກຢາຍພະລັງງານ.
- ເປັນຫຍັງລູກບິລລີດຈຶ່ງກະເດັ້ງກັນເມື່ອມັນປະທະກັນ? ຄໍາຕອບລູກບິນລຽດປະສົບກັບການປະທະທີ່ເກືອບຍືດหยุ่น. ເມື່ອລູກໜຶ່ງຕຳລູກອື່ນ, ພະລັງງານຈົນ ແລະ ໂມເມນຕຳຈະຖືກຖ່າຍໂອນ, ເຮັດໃຫ້ລູກກະເດັ້ງອອກຈາກກັນ. ການອອກແບບ ແລະ ວັດສະດຸຂອງລູກບິນລຽດເຮັດໃຫ້ພວກມັນມີປະສິດທິພາບໃນການອະນຸລັກພະລັງງານຈົນໃນການພົວພັນເຫຼົ່ານີ້.
- ຖ້າວັດຖຸສອງອັນທີ່ມີມວນແຕກຕ່າງກັນຕຳກັນ ແລະ ຕິດກັນ, ຄວາມໄວລວມຂອງມັນຈະເທົ່າກັບຄວາມໄວສະເລ່ຍຂອງຄວາມໄວເບື້ອງຕົ້ນບໍ? ຄໍາຕອບບໍ່ຈຳເປັນ. ຄວາມໄວລວມຈະຂຶ້ນກັບກົດເກນການອະນຸລັກໂມເມນຕຳ. ຖ້າວັດຖຸໜຶ່ງມີມວນສານຫຼາຍກວ່າອີກວັດຖຸໜຶ່ງ, ຄວາມໄວລວມຈະໃກ້ຄຽງກັບຄວາມໄວເບື້ອງຕົ້ນຂອງວັດຖຸທີ່ມີມວນສານຫຼາຍກວ່າ.
- ໃນໂລກແຫ່ງຄວາມເປັນຈິງ, ມີການປະທະກັນທີ່ "ຍືດหยุ่น" ແທ້ໆບໍ? ຄໍາຕອບໃນການປະຕິບັດ, ບໍ່ມີການປະທະກັນໃດທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນໄດ້ຢ່າງສົມບູນແບບ. ໃນຂະນະທີ່ການປະທະກັນບາງຢ່າງ, ເຊັ່ນ: ການປະທະກັນລະຫວ່າງລູກບິນລຽດ, ໃກ້ຄຽງກັນ, ແຕ່ມັນມີພະລັງງານບາງຢ່າງທີ່ສູນເສຍໄປໃນຮູບແບບອື່ນໆ, ເຊັ່ນ: ສຽງ ຫຼື ຄວາມຮ້ອນ.
-
ຖົງລົມນິລະໄພຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນຜົນກະທົບຂອງການປະທະກັນໃນອຸບັດຕິເຫດລົດยนต์ໄດ້ແນວໃດ? ຄຳຕອບ : ຖົງລົມນິລະໄພເພີ່ມເວລາທີ່ແຮງຂັບເຄື່ອນຂອງຄົນເຮົາປ່ຽນໄປເມື່ອເກີດການປະທະກັນ. ໂດຍການເຮັດເຊັ່ນນັ້ນ, ແຮງທີ່ຄົນເຮົາປະສົບ (ເຊິ່ງກົງກັນຂ້າມກັບເວລາທີ່ແຮງຂັບເຄື່ອນປ່ຽນແປງ) ຈະຫຼຸດລົງ, ເຊິ່ງຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນການບາດເຈັບທີ່ອາດເກີດຂຶ້ນ.
