Eksempel på en perfekt elastisk kollisjon

8 eksempler på perfekt elastiske kollisjoner

1. Ball A og ball B, hver med en masse på 200 gram, kolliderer på en perfekt elastisk måte. Hvis ball A beveger seg med en hastighet på 10 m/s før kollisjonen og ball B er i ro, er hastigheten til ball A og ball B etter kollisjonen...

Diskusjon
Det er kjent :
Masse av ball A (m_A) = 200 gram = 0,2 kg
Masse av ball B (m_B) = 200 gram = 0,2 kg
Hastigheten til ball A før kollisjonen (v_A) = 10 m/s
Hastigheten til ball B før kollisjonen (v_B) = 0
Spurt : ballens hastighet A (v_A') og ball B (v_B') etter kollisjonen
Jawab :

På perfekt elastisk kollisjon, hvis objekt B før kollisjonen står stille (v_B = 0) så er objekt A fortsatt etter kollisjonen (v_A' = 0) og objekt B beveger seg med fart som er lik hastigheten til objekt A før kollisjonen (v_B' = v_A).
v_A' = v_B = 0
v_B' = v_A = 10 m/s

2. Klinkekulene A og B har samme masse, beveger seg mot hverandre og kolliderer elastisk. Før kollisjonen beveger klinkekulen A seg med en hastighet på 8 m/s, og klinkekulen B beveger seg med en hastighet på 12 m/s. Størrelsen og retningen på hastigheten til klinkekulene A og B etter kollisjonen er…

Diskusjon
Det er kjent :
Masse av marmor A (m_A) = m
Masse av marmor B (m_B) = m
Farten til klinkekulen A før kollisjonen (v_A) = -8 m/s
Farten til klinkekulen B før kollisjonen (v_B) = 12 m/s
Hastigheten til de to klinkekulene er markert som positiv og negativ, noe som indikerer at bevegelsesretningen eller hastighetsretningen til de to objektene er motsatt.
Spurt størrelsen og retningen på hastigheten til marmor A (v_A') og marmor B (v_B') etter kollisjonen
Jawab :
I en perfekt elastisk kollisjon, hvis massene til de to kolliderende objektene er de samme, så er hastigheten til objekt A etter kollisjonen (v)_A') = hastigheten til objekt B før kollisjon (v_B) og hastigheten til objekt B etter kollisjonen (v_B') = objekt A's hastighet før kollisjon (v_A).
Hva med bevegelsesretningen eller hastighetsretningen til objektene? Hvis objekt A beveger seg til høyre før kollisjonen og objekt B beveger seg til venstre, så beveger objekt A seg til venstre etter kollisjonen (v_A' = – v_B) og objekt B beveger seg til høyre (v_B' = v_A).

Begge klinkekulene har samme masse og kolliderer perfekt elastisk, slik at de to klinkekulene utveksler fart.
v_A' = -v_B = -12 m/s
v_B' = v_A = 8 m/s
De positive og negative fortegnene indikerer at etter kollisjonen er hastighetsretningen til marmor A motsatt av hastighetsretningen til marmor B.

3. Objekt A med en masse på 2 kg og objekt B med en masse på 4 kg beveger seg mot hverandre, der hastigheten til objekt A er 10 m/s og hastigheten til objekt B er 20 m/s. Hvis de to objektene kolliderer på en perfekt elastisk måte, er hastigheten til objekt A og objekt B etter kollisjonen…
Diskusjon
Det er kjent :
Masse av objekt A (m_A) = 2 kg
Masse av objekt B (m_B) = 4 kg
Hastigheten til objekt A før kollisjonen (v_A) = 10 m/s
Hastigheten til objekt B før kollisjonen (v_B) = 20 m/s
Spurt : hastigheten til objekt A (v_A') og objekt B (v_B') etter kollisjonen
Jawab :
Hvis objektene som kolliderer elastisk har forskjellige masser og de to objektene beveger seg mot hverandre med en viss hastighet, beregnes hastigheten til de to objektene etter kollisjonen ved hjelp av følgende ligning:
Hastigheten til objekt A etter kollisjonen er:

Etter kollisjonen beveger de to objektene seg bort fra hverandre.

4. En gjenstand med en masse på 100 gram som beveger seg med en hastighet på 20 m/s kolliderer med en vegg på en perfekt elastisk måte. Størrelsen og retningen på gjenstandens hastighet etter kollisjonen er...
Diskusjon
Det er kjent :
Objektets masse (m_A) = 100 gram = 0,1 kg
Veggmasse (m²_B) = uendelig (veggen anses å ha uendelig masse)
Objektets hastighet før kollisjonen (v_A) = 20 m/s
Veggens hastighet før kollisjonen (v_B) = 0
Spurt størrelsen og retningen på objektets hastighet etter kollisjonen
Jawab :
Hvis v_B = 0, m_A veldig liten og m₂ er veldig stor, så ved å løse ligningen ovenfor får vi v_A' = -v_A og v₂' = 0. Positive og negative fortegn indikerer motsatte bevegelsesretninger for objektet.

Så størrelsen på objektets hastighet etter kollisjonen (v _A ') er -20 m/s, og størrelsen på veggens hastighet etter kollisjonen er 0. Retningen på objektets hastighet etter kollisjonen er motsatt av retningen på objektets hastighet før kollisjonen. Hvis objektet beveger seg til høyre før kollisjonen, beveger det seg til venstre etter kollisjonen, eller hvis objektet beveger seg til venstre før kollisjonen, beveger det seg til høyre etter kollisjonen.

5. Objekt A og objekt B beveger seg mot hverandre. Hvis m_A = m_B i_A = 4 m/s, v_B = 3 m/s og gulvet er glatt, hva er hastigheten til A og B etter en perfekt elastisk kollisjon?
A. 3 m/s til venstre og 4 m/s til høyre
B. 3 m/s til høyre og 4 m/s til høyre
C. 3 m/s til venstre og 4 m/s til venstre
D. 3 m/s til venstre og 3 m/s til høyre
Ø. 4 m/s til venstre og 4 m/s til høyre
Diskusjon:
Det er kjent :
v_A = 4 m/s, v_B = 3 m/s
Spurt :
v_Aog v_B' ?
Jawab :
På perfekt elastisk kollisjonHvis massen til begge objektene er den samme, vil de to objektene utveksle fart når de kolliderer.
v_A' = 3 m/s og v_B' = 4 m/s
Hvis objekt A beveger seg til venstre før kollisjonen, beveger objekt A seg til høyre etter kollisjonen. På samme måte, hvis objekt B beveger seg til høyre før kollisjonen, beveger objekt B seg til venstre etter kollisjonen. Før og etter kollisjonen beveger de to objektene seg i motsatte retninger.
Det riktige svaret er A.

6.m_A = 2 kg og m²_B = 1 kg beveger seg mot hverandre med hastighet v_A = 2 m/s og v_B = 3 m/s. Begge kolliderer perfekt elastisk. Hva er farten til ball A umiddelbart etter kollisjonen?
A. 1/2 m/s
B. 2/3 m/s
C. 1 m/s
D. 3/2 m/s
Ø. 2 m/s
Diskusjon:
Det er kjent :
m_A = 2 kg, m²_B = 1 kg, volum_A = 2 m/s, v_B = 3 m/s
Spurt :
v_A' ?
Jawab :

Hvis objektene er gjensidig perfekt elastisk kollisjon har ulik masse, slik at de to objektene ikke utveksler hastighet med hverandre.
Hastigheten til hvert objekt etter kollisjonen beregnes ved hjelp av formelen:

Det riktige svaret er B.

7. Ball A beveger seg i en rett linje med konstant hastighet mot høyre med en startfart på 1 m/s og en akselerasjon på 1 m/s.²Etter å ha beveget seg i 2 sekunder, kolliderer ball A med stasjonær ball B. Hvis kollisjonen er perfekt elastisk og massene til begge ballene er de samme, er hastigheten til ball A og B etter kollisjonen...
A. v._A` = 0 og v<sub>B</sub>` = 3 m/s
B. v._A` = 2 m/s og v<sub>B</sub>` = 3 m/s
C. v._A` = 3 m/s og v<sub>B</sub>` = 0 m/s
D. v._A` = 3 m/s og v<sub>B</sub>` = 2 m/s
E. v._A` = 4 m/s og v<sub>B</sub>` = 2 m/s
Diskusjon:
Det er kjent :
Ballbevegelsesdata A:
v_o = 1 m/s, a = 1 m/s², t = 2 sekunder, v_t = ?
Kollisjonsdata:
v_A = ? , v_B = 0, m_A = m_B
Spurt :
v_Aog v_B'
Jawab :
Hastigheten til ball A rett før kollisjonen (v_A):
v_t = v_o + ved = 1 + (1)(2) = 1 + 2 = 3 m/s
Så v_A = 3 m/s
Massen til begge kulene er den samme, så de to kulene utveksler fart med hverandre.
v_A' = 0 og v_B' = 3 m/s
Før kollisjonen beveger ball A seg til høyre, etter kollisjonen står ball A stille. Før kollisjonen står ball B stille, etter kollisjonen beveger ball B seg til høyre.

Det riktige svaret er A.

8. Hvis to identiske klinkekuler beveger seg mot hverandre med samme hastighet på en rett bane og kolliderer, vil den ene klinkekulen frigjøre noe av energien sin, og den andre klinkekulen vil motta samme mengde energi.

Fordi

Loven om energibevaring sikrer at den totale kinetiske energien til de to klinkekulene forblir uendret.

Diskusjon

Ovennevnte påstand er sann dersom kollisjonstypen er perfekt elastisk.

Kilde for spørsmålet:

Nasjonale eksamensspørsmål i fysikk for videregående skole/yrkesfaglig videregående skole

SBMPTN fysikkspørsmål