Contoh perlanggaran elastik sempurna

8 Contoh perlanggaran elastik sempurna

1. Bola A dan bola B, setiap satunya berjisim 200 gram, berlanggar secara anjal sempurna. Jika sebelum perlanggaran, bola A bergerak pada kelajuan 10 m/s dan bola B dalam keadaan pegun, maka kelajuan bola A dan bola B selepas perlanggaran ialah...

Perbincangan
Dikenali :
Jisim bola A (m_A) = 200 gram = 0,2 kg
Jisim bola B (m_B) = 200 gram = 0,2 kg
Laju bola A sebelum perlanggaran (v_A) = 10 m/s
Laju bola B sebelum perlanggaran (v_B) = 0
Ditanya : kelajuan bola A (v_A') dan bola B (v_B') selepas perlanggaran
Jawab :

Dihidupkan perlanggaran elastik sempurna, jika sebelum perlanggaran objek B masih (v_B = 0) kemudian selepas perlanggaran objek A masih (v_A' = 0) dan objek B bergerak dengan kelajuan yang bersamaan dengan laju objek A sebelum perlanggaran (v_B' = v_A).
v_A' = v_B = 0
v_B' = v_A = 10m/s

2. Guli A dan B mempunyai jisim yang sama, bergerak ke arah satu sama lain dan berlanggar secara elastik. Sebelum perlanggaran, guli A bergerak pada kelajuan 8 m/s dan guli B bergerak pada kelajuan 12 m/s. Magnitud dan arah kelajuan guli A dan B selepas perlanggaran ialah…

Perbincangan
Dikenali :
Jisim guli A (m_A) = m
Jisim guli B (m_B) = m
Laju guli A sebelum perlanggaran (v_A) = -8 m/s
Laju guli B sebelum perlanggaran (v_B) = 12 m/s
Laju kedua-dua guli ditanda positif dan negatif, menunjukkan bahawa arah pergerakan atau arah laju kedua-dua objek adalah bertentangan.
Ditanya : magnitud dan arah halaju guli A (v_A') dan marmar B (v_B') selepas perlanggaran
Jawab :
Dalam perlanggaran anjal sempurna, jika jisim kedua-dua objek yang berlanggar adalah sama, maka laju objek A selepas perlanggaran (v)_A') = laju objek B sebelum perlanggaran (v_B) dan kelajuan objek B selepas perlanggaran (v_B') = laju objek A sebelum perlanggaran (v_A).
Bagaimana pula dengan arah pergerakan atau arah halaju objek? Jika sebelum perlanggaran objek A bergerak ke kanan dan objek B bergerak ke kiri, maka selepas perlanggaran objek A bergerak ke kiri (v_A' = – v_B) dan objek B bergerak ke kanan (v_B' = v_A).

Kedua-dua guli mempunyai jisim yang sama dan berlanggar secara elastik sempurna supaya kedua-dua guli itu bertukar laju.
v_A' = -v_B = -12 m/s
v_B' = v_A = 8m/s
Tanda positif dan negatif menunjukkan bahawa selepas perlanggaran, arah halaju guli A adalah bertentangan dengan arah halaju guli B.

3. Objek A berjisim 2 kg dan objek B berjisim 4 kg bergerak ke arah satu sama lain, dengan laju objek A ialah 10 m/s dan laju objek B ialah 20 m/s. Jika kedua-dua objek berlanggar secara anjal sempurna, maka laju objek A dan objek B selepas perlanggaran ialah…
Perbincangan
Dikenali :
Jisim objek A (m_A) = 2 kg
Jisim objek B (m_B) = 4 kg
Laju objek A sebelum perlanggaran (v_A) = 10 m/s
Laju objek B sebelum perlanggaran (v_B) = 20 m/s
Ditanya : laju objek A (v_A') dan objek B (v_B') selepas perlanggaran
Jawab :
Jika objek yang berlanggar secara elastik mempunyai jisim yang berbeza dan kedua-dua objek bergerak ke arah satu sama lain pada kelajuan tertentu, maka kelajuan kedua-dua objek selepas perlanggaran dikira menggunakan persamaan berikut:
Laju objek A selepas perlanggaran ialah:

Selepas berlanggar, kedua-dua objek itu bergerak menjauhi satu sama lain.

4. Sebuah objek berjisim 100 gram bergerak pada kelajuan 20 m/s berlanggar dengan dinding dengan cara yang anjal sempurna. Magnitud dan arah halaju objek selepas perlanggaran ialah...
Perbincangan
Dikenali :
Jisim objek (m_A) = 100 gram = 0,1 kg
Jisim dinding (m_B) = tak terhingga (dinding dianggap mempunyai jisim tak terhingga)
Laju objek sebelum perlanggaran (v_A) = 20 m/s
Kelajuan dinding sebelum perlanggaran (v_B) = 0
Ditanya : magnitud dan arah halaju objek selepas perlanggaran
Jawab :
Jika v_B = 0, m_A sangat kecil dan m₂ adalah sangat besar, maka dengan menyelesaikan persamaan di atas kita dapat v_A' = -v_A mengalah₂' = 0. Tanda positif dan negatif menunjukkan arah pergerakan objek yang bertentangan.

Jadi magnitud halaju objek selepas perlanggaran (v _A ') ialah -20 m/s dan magnitud halaju dinding selepas perlanggaran ialah 0. Arah halaju objek selepas perlanggaran adalah bertentangan dengan arah halaju objek sebelum perlanggaran. Jika sebelum perlanggaran objek bergerak ke kanan maka selepas perlanggaran objek bergerak ke kiri atau jika sebelum perlanggaran objek bergerak ke kiri maka selepas perlanggaran objek bergerak ke kanan.

5. Objek A dan objek B bergerak ke arah satu sama lain. Jika m_A = m_B dalam_A = 4 m/s, v_B = 3 m/s dan lantai licin, apakah laju A dan B selepas perlanggaran elastik sempurna?
A. 3 m/s ke kiri dan 4 m/s ke kanan
B. 3 m/s ke kanan dan 4 m/s ke kanan
C. 3 m/s ke kiri dan 4 m/s ke kiri
D. 3 m/s ke kiri dan 3 m/s ke kanan
E. 4 m/s ke kiri dan 4 m/s ke kanan
Perbincangan:
Dikenali :
v_A = 4 m/s, v_B = 3m/s
Ditanya :
v_A' dan v_B'?
Jawab :
Dihidupkan perlanggaran elastik sempurnaJika jisim kedua-dua objek adalah sama, maka apabila ia berlanggar, kedua-dua objek bertukar laju. Jadi
v_A' = 3 m/s dan v_B' = 4 m/s
Jika sebelum perlanggaran, objek A bergerak ke kiri, maka selepas perlanggaran, objek A bergerak ke kanan. Begitu juga, jika sebelum perlanggaran objek B bergerak ke kanan maka selepas perlanggaran objek B bergerak ke kiri. Sebelum dan selepas perlanggaran, kedua-dua objek bergerak dalam arah yang bertentangan.
Jawapan yang betul ialah A.

6. m_A = 2 kg dan m_B = 1 kg bergerak ke arah satu sama lain pada kelajuan v_A = 2 m/s dan v_B = 3 m/s. Kedua-duanya berlanggar secara elastik sempurna. Berapakah laju bola A sejurus selepas perlanggaran?
A. 1/2 m/s
B. 2/3 m/s
C. 1 m/s
D. 3/2 m/s
E. 2 m/s
Perbincangan:
Dikenali :
m_A = 2 kg, m_B = 1 kg, v_A = 2 m/s, v_B = 3m/s
Ditanya :
v_A'?
Jawab :

Jika objek-objek itu saling berkaitan perlanggaran elastik sempurna mempunyai jisim yang berbeza, jadi kedua-dua objek tidak bertukar laju antara satu sama lain.
Kelajuan setiap objek selepas perlanggaran dikira menggunakan formula:

Jawapan yang betul ialah B.

7. Bola A bergerak dalam garis lurus pada kadar malar ke kanan dengan laju awal 1 m/s dan pecutan 1 m/s.²Selepas bergerak selama 2 saat, bola A berlanggar dengan bola B yang pegun. Jika perlanggaran itu adalah anjal sempurna dan jisim kedua-dua bola adalah sama, maka laju bola A dan B selepas perlanggaran ialah...
A.v_A` = 0 dan v<sub>B</sub>` = 3 m/s
B.v_A` = 2 m/s dan v<sub>B</sub>` = 3 m/s
C.v_A` = 3 m/s dan v<sub>B</sub>` = 0 m/s
D.v_A` = 3 m/s dan v<sub>B</sub>` = 2 m/s
E.v_A` = 4 m/s dan v<sub>B</sub>` = 2 m/s
Perbincangan:
Dikenali :
Data gerakan bola A:
v_o = 1 m/s, a = 1 m/s², t = 2 saat, v_t =?
Data perlanggaran:
v_A = ? , v_B = 0, m_A = m_B
Ditanya :
v_A' dan v_B'
Jawab :
Laju bola A sejurus sebelum perlanggaran (v_A):
v_t = v_o + pada = 1 + (1)(2) = 1 + 2 = 3 m/s
Jadi v_A = 3m/s
Jisim kedua-dua bola adalah sama jadi kedua-dua bola bertukar laju antara satu sama lain.
v_A' = 0 dan v_B' = 3 m/s
Sebelum perlanggaran, bola A bergerak ke kanan, selepas perlanggaran, bola A tidak bergerak. Sebelum perlanggaran, bola B tidak bergerak, selepas perlanggaran, bola B bergerak ke kanan.

Jawapan yang betul ialah A.

8. Jika dua guli yang sama bergerak ke arah satu sama lain pada kelajuan yang sama di laluan lurus dan berlanggar, salah satu guli akan melepaskan sebahagian tenaganya dan guli yang satu lagi akan menerima jumlah tenaga yang sama.

sebab

Hukum pemuliharaan tenaga memastikan bahawa jumlah tenaga kinetik bagi kedua-dua guli itu kekal tidak berubah.

Perbincangan

Pernyataan di atas adalah benar jika jenis perlanggaran adalah anjal sempurna.

Sumber soalan:

Soalan Fizik Peperiksaan Kebangsaan untuk Sekolah Menengah Atas/Sekolah Menengah Vokasional

Soalan Fizik SBMPTN