Exemplu de coliziune perfect elastică

8 Exemple de coliziuni perfect elastice

1. Mingea A și mingea B, fiecare cu o masă de 200 de grame, se ciocnesc într-o manieră perfect elastică. Dacă înainte de coliziune, mingea A se mișcă cu o viteză de 10 m/s, iar mingea B este în repaus, atunci viteza mingii A și a mingii B după coliziune este...

Pembahasan
Este cunoscut :
Masa bilei A (m_A) = 200 de grame = 0,2 kg
Masa bilei B (m_B) = 200 de grame = 0,2 kg
Viteza bilei A înainte de coliziune (v_A) = 10 m/s
Viteza bilei B înainte de coliziune (v_B) = 0
Întrebat : viteza bilei A (v_A') și mingea B (v_B') după coliziune
Jawab :

Pe coliziune perfect elastică, dacă înainte de coliziune obiectul B este încă (v_B = 0) atunci după coliziune obiectul A este încă (v_A' = 0) și obiectul B se mișcă cu kelajuan care este egală cu viteza obiectului A înainte de coliziune (v_B' = v_A).
v_A' = v_B = 0
v_B' = v_A = 10 m / s

2. Bilele A și B au aceeași masă, se mișcă una spre cealaltă și se ciocnesc elastic. Înainte de coliziune, bila A se mișcă cu o viteză de 8 m/s, iar bila B se mișcă cu o viteză de 12 m/s. Mărimea și direcția vitezei bilelor A și B după coliziune sunt…

Pembahasan
Este cunoscut :
Masa marmurei A (m_A) = m
Masa marmurei B (m_B) = m
Viteza bilelor A înainte de coliziune (v_A) = -8 m/s
Viteza bilelor B înainte de coliziune (v_B) = 12 m/s
Viteza celor două bile este marcată pozitivă și negativă, indicând faptul că direcția de mișcare sau direcția vitezei celor două obiecte este opusă.
Întrebat : magnitudinea și direcția vitezei bilei A (v_A') și marmura B (v_B') după coliziune
Jawab :
Într-o coliziune perfect elastică, dacă masele celor două obiecte care se ciocnesc sunt aceleași, atunci viteza obiectului A după coliziune (v)_A') = viteza obiectului B înainte de coliziune (v_B) și viteza obiectului B după coliziune (v_B') = viteza obiectului A înainte de coliziune (v_A).
Dar direcția de mișcare sau direcția vitezei obiectelor? Dacă înainte de coliziune obiectul A se mișcă spre dreapta și obiectul B se mișcă spre stânga, atunci după coliziune obiectul A se mișcă spre stânga (v_A' = – v_B) și obiectul B se mișcă spre dreapta (v_B' = v_A).

Ambele bile au aceeași masă și se ciocnesc perfect elastic, astfel încât cele două bile își schimbă viteza.
v_A' = -v_B = -12 m/s
v_B' = v_A = 8 m / s
Semnele pozitiv și negativ indică faptul că, după coliziune, direcția vitezei bilelor A este opusă direcției vitezei bilelor B.

3. Obiectul A cu o masă de 2 kg și obiectul B cu o masă de 4 kg se mișcă unul spre celălalt, unde viteza obiectului A este de 10 m/s, iar viteza obiectului B este de 20 m/s. Dacă cele două obiecte se ciocnesc într-o manieră perfect elastică, atunci viteza obiectului A și a obiectului B după coliziune este…
Pembahasan
Este cunoscut :
Masa obiectului A (m_A) = 2 kg
Masa obiectului B (m_B) = 4 kg
Viteza obiectului A înainte de coliziune (v_A) = 10 m/s
Viteza obiectului B înainte de coliziune (v_B) = 20 m/s
Întrebat : viteza obiectului A (v_A') și obiectul B (v_B') după coliziune
Jawab :
Dacă obiectele care se ciocnesc elastic au mase diferite și cele două obiecte se mișcă unul spre celălalt cu o anumită viteză, atunci viteza celor două obiecte după coliziune se calculează folosind următoarea ecuație:
Viteza obiectului A după coliziune este:

După coliziune, cele două obiecte se îndepărtează unul de celălalt.

4. Un obiect cu o masă de 100 de grame care se mișcă cu o viteză de 20 m/s se ciocnește de un perete într-o manieră perfect elastică. Mărimea și direcția vitezei obiectului după coliziune sunt...
Pembahasan
Este cunoscut :
Masa obiectului (m_A) = 100 de grame = 0,1 kg
Masa peretelui (m_B) = infinit (se consideră că peretele are o masă infinită)
Viteza obiectului înainte de coliziune (v)_A) = 20 m/s
Viteza peretelui înainte de coliziune (v_B) = 0
Întrebat magnitudinea și direcția vitezei obiectului după coliziune
Jawab :
Dacă v_B = 0, m_A foarte mic și m₂ este foarte mare, atunci prin rezolvarea ecuației de mai sus obținem v_A' = -v_A și v.₂' = 0. Semnele pozitive și negative indică direcții opuse de mișcare a obiectului.

Deci, magnitudinea vitezei obiectului după coliziune (v _A ') este -20 m/s, iar magnitudinea vitezei peretelui după coliziune este 0. Direcția vitezei obiectului după coliziune este opusă direcției vitezei obiectului înainte de coliziune. Dacă înainte de coliziune obiectul se mișcă spre dreapta, atunci după coliziune obiectul se mișcă spre stânga sau dacă înainte de coliziune obiectul se mișcă spre stânga, atunci după coliziune obiectul se mișcă spre dreapta.

5. Obiectul A și obiectul B se mișcă unul spre celălalt. Dacă m_A = m_B în_A = 4 m/s, v_B = 3 m/s și podeaua este alunecoasă, care este viteza lui A și B după o coliziune perfect elastică?
A. 3 m/s la stânga și 4 m/s la dreapta
B. 3 m/s la dreapta și 4 m/s la dreapta
C. 3 m/s la stânga și 4 m/s la stânga
D. 3 m/s la stânga și 3 m/s la dreapta
E. 4 m/s la stânga și 4 m/s la dreapta
Discuție:
Este cunoscut :
v_A = 4 m/s, v_B = 3 m / s
Întrebat :
v_A„și v”_B'?
Jawab :
Pe coliziune perfect elasticăDacă masa ambelor obiecte este aceeași, atunci când se ciocnesc, cele două obiecte își schimbă viteza. Deci
v_A' = 3 m/s și v_B' = 4 m/s
Dacă înainte de coliziune, obiectul A se mișcă spre stânga, atunci după coliziune, obiectul A se mișcă spre dreapta. În mod similar, dacă înainte de coliziune obiectul B se mișcă spre dreapta, atunci după coliziune obiectul B se mișcă spre stânga. Înainte și după coliziune, cele două obiecte se mișcă în direcții opuse.
Răspunsul corect este A.

6. m_A = 2 kg și m_B = 1 kg se mișcă unul spre celălalt cu viteza v_A = 2 m/s și v_B = 3 m/s. Ambele se ciocnesc perfect elastic. Care este viteza bilei A imediat după coliziune?
A. 1/2 m/s
B. 2/3 m/s
C. 1 m/s
D. 3/2 m/s
E. 2 m/s
Discuție:
Este cunoscut :
m_A = 2 kg, m_B = 1 kg, v_A = 2 m/s, v_B = 3 m / s
Întrebat :
v_A'?
Jawab :

Dacă obiectele sunt reciproc coliziune perfect elastică au mase diferite, deci cele două obiecte nu schimbă viteze unul cu celălalt.
Viteza fiecărui obiect după coliziune se calculează folosind formula:

Răspunsul corect este B.

7. Mingea A se mișcă în linie dreaptă cu o viteză constantă spre dreapta, cu o viteză inițială de 1 m/s și o accelerație de 1 m/s.²După ce se mișcă timp de 2 secunde, bila A se ciocnește de bila B, aflată în poziție staționară. Dacă ciocnirea este perfect elastică și masele ambelor bile sunt aceleași, atunci viteza bilelor A și B după coliziune este...
A. v._A` = 0 și v<sub>B</sub>` = 3 m/s
B. v._A` = 2 m/s și v<sub>B</sub>` = 3 m/s
C. v._A` = 3 m/s și v<sub>B</sub>` = 0 m/s
D. v._A` = 3 m/s și v<sub>B</sub>` = 2 m/s
E. v._A` = 4 m/s și v<sub>B</sub>` = 2 m/s
Discuție:
Este cunoscut :
Date despre mișcarea mingii A:
v_o = 1 m/s, a = 1 m/s², t = 2 secunde, v_t =?
Date privind coliziunile:
v_A = ? , v_B = 0, m_A = m_B
Întrebat :
v_A„și v”_B"
Jawab :
Viteza bilei A chiar înainte de coliziune (v_A):
v_t = v_o + la = 1 + (1)(2) = 1 + 2 = 3 m/s
Deci v_A = 3 m / s
Masa ambelor bile este aceeași, deci cele două bile schimbă viteza una cu cealaltă.
v_A' = 0 și v_B' = 3 m/s
Înainte de coliziune, bila A se mișcă spre dreapta, după coliziune, bila A este nemișcată. Înainte de coliziune, bila B este nemișcată, după coliziune, bila B se mișcă spre dreapta.

Răspunsul corect este A.

8. Dacă două bile identice se mișcă una spre cealaltă cu aceeași viteză pe o traiectorie dreaptă și se ciocnesc, una dintre bile va elibera o parte din energie, iar cealaltă bilă va primi aceeași cantitate de energie.

Deoarece

Legea conservării energiei asigură că energia cinetică totală a celor două bile rămâne neschimbată.

Pembahasan

Afirmația de mai sus este adevărată dacă tipul de coliziune este perfect elastic.

Sursa întrebării:

Întrebări de fizică pentru examenul național de liceu/liceu vocațional

Întrebări de fizică SBMPTN