8 exemple de întrebări despre coliziune
Coliziune perfect elastică
1. Două obiecte A (3 kg) și B (5 kg) se mișcă în aceeași direcție cu viteze de 8 ms –1 și respectiv 4 ms –1 . Dacă obiectul A lovește obiectul B cu elasticitate perfectă, atunci viteza fiecărui obiect după coliziune este...
A. 3 ms –1 și 7 ms –1
B. 6 ms –1 și 10 ms –1
C. 4,25 ms –1 și 10 ms –1
D. 5,5 ms –1 și 5,5 ms –1
E. 8 ms –1 și 4 ms –1
Pembahasan
Se știe că:
Masa obiectului A (m1 ) = 3 kg
Masa obiectului B (m² ) = 5 kg
Viteza obiectului A (v1 ) = 8 ms –1
Viteza obiectului B (v² ) = 4 ms –1
Coliziune perfect elastică
Întrebare: v1 ' și v2 '
Jawab:
Dacă obiectele care se ciocnesc elastic au mase diferite și viteza celor două obiecte după coliziune este necunoscută, atunci viteza după coliziune se calculează folosind următoarea ecuație:
Dacă ambele obiecte se mișcă în aceeași direcție, vitezele lor sunt pozitive. Dacă ambele obiecte se mișcă în direcții opuse, viteza unui obiect este pozitivă, iar viteza celuilalt obiect este negativă.
Deci viteza obiectului A (v1 ' ) după coliziune este de 3 m/s, iar viteza obiectului B (v2 ' ) după coliziune este de 7 m/s.
Răspunsul corect este A.
2. O minge cu impuls P lovește un perete și sare. Coliziunea este perfect elastică, iar direcția este perpendiculară. Variația impulsului mingii este...
A. zero
B. p/4
C. p/4
D.P.
E. 2P
Pembahasan
Se știe că:
Masa mingii = m
Viteza mingii înainte de impact = v
Viteza mingii după impact = -v (mingea sare spre stânga)
Impulsul bilei înainte de coliziune (p o ) = mv
Impulsul bilei după coliziune (p t ) = m (-v) = – mv
Întrebare: Cât de mare este schimbarea impulsului mingii?
Jawab:
Schimbare de impuls:
Δp = p t – p o
Δp = – mv – mv
Δp = – 2 mV
Δp = -2p
Magnitudinea schimbării impulsului mingii este 2p. Semnul negativ indică direcția.
Răspunsul corect este E.
3. Două obiecte A și B cu aceeași masă se mișcă unul pe lângă celălalt. A se deplasează spre est și B spre vest, cu viteze V și respectiv 2V. Dacă obiectele se confruntă cu o coliziune perfect elastică, atunci imediat după coliziune este...
A. V A = V spre vest, V B = V spre est
B. V A = 2V spre vest, V B = 2V spre est
C. V A = 2V spre vest, V B = V spre est
D. V A = V la vest, V B = 2V la est
E. V A = 2V spre est, V B = V spre vest
Pembahasan
Se știe că:
Ambele obiecte au aceeași masă.
A se mișcă spre est cu viteza V
B se mișcă spre vest cu o viteză de 2V
Întrebare: Viteza lui A și B după coliziune
Jawab:
Dacă masele ambelor obiecte sunt aceleași și ciocnirea este perfect elastică, atunci cele două obiecte își schimbă viteza după coliziune.
Deci, după coliziune, A se deplasează spre vest cu o viteză de 2V, iar B se deplasează spre est cu o viteză de V.
Răspunsul corect este C.
Coliziune parțial elastică
4. Două obiecte cu aceeași masă se mișcă în linie dreaptă unul spre celălalt, așa cum se arată în imagine!
Dacă v² ' este viteza obiectului (2) după coliziunea spre dreapta cu o viteză de 5 ms –1 , atunci magnitudinea vitezei v¹ ' (1) după coliziune este…..
A. 7 ms −1
B. 9 ms −1
C. 13 ms −1
D. 15 ms −1
E. 17 ms −1
Pembahasan
Se știe că:
Masa ambelor obiecte este aceeași = m
Viteza obiectului 1 înainte de coliziune (v1 ) = 8 m/s
Viteza obiectului 2 înainte de coliziune (v² ) = 10 m/s
Viteza obiectului 2 după coliziune (v² ' ) = 5 m/s
Întrebare: Viteza obiectului 1 după coliziune (v 1 ')
Jawab:
Aceasta este o coliziune elastică imperfectă. v1 ' se calculează folosind legea conservării impulsului:
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 ')
v1 + v2 = v1 ' + v2 '
8 + 10 = v1 ' + 5
18 = v 1 ' + 5
v 1 ' = 18-5
v1 ' = 13 m/s
Răspunsul corect este C.
Coliziune inelastică
5. Un glonț de 10 grame care se deplasează cu o viteză de 100 m/s⁻¹ lovește un bloc de lemn staționar și se blochează în acesta. Dacă masa blocului de lemn este de 490 de grame, viteza blocului de lemn și a glonțului imediat după coliziune este...
A. 1,0 ms -1
B. 2,0 ms -1
C. 2,5 ms -1
D. 4,0 ms -1
E. 5,0 ms -1
Pembahasan
Se știe că:
Masa glonțului (m1 ) = 10 grame
Viteza glonțului (v1 ) = 100 ms -1
Masa blocului (m² ) = 490 grame
Viteza blocului (v² ) = 0 m/s (bloc în repaus)
Întrebare: Viteza blocului de lemn și a glonțului imediat după coliziune
Jawab:
Glonțul lovește un bloc de lemn staționar și se blochează în acesta, deci aceasta este o coliziune inelastică. Formula pentru o coliziune inelastică este:
Impulsul înainte de coliziune = impulsul după coliziune
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 v'
v' = 1000 / 500
v' = 2 m/s = 2 ms -1
Răspunsul corect este B.
6. Un camion care se deplasează cu o viteză de 10 m/ s este lovit de o mașină care se deplasează cu o viteză de 20 m/ s . După coliziune, cele două mașini se ciocnesc. Dacă masa camionului este de 1400 kg și masa mașinii este de 600 kg, viteza celor două vehicule după coliziune este...
A. 6 ms –1
B. 9 ms –1
C. 11 ms –1
D. 13 ms –1
E. 17 ms –1
Pembahasan
După coliziune, cele două mașini au rămas blocate una față de alta, rezultând o coliziune inelastică.
Se știe că:
Viteza camionului (v1 ) = 10 m/s
Viteza mașinii (v² ) = 20 m/s
Masa camionului (m1 ) = 1400 kg
Masa mașinii (m² ) = 600 kg
Întrebare: viteza ambelor vehicule după coliziune (v)
Jawab:
Formula coliziunilor inelastice:
m 1 v 1 + m 2 v 2 = (m 1 + m 2 ) v
(1400)(10) + (600)(20) = (1400 + 600) v
26000 = 2000 volți
v = 13 m / s
Răspunsul corect este D.
7. Un glonț de 20 de grame care se mișcă pe orizontală cu o viteză de 10 m/s - 1 lovește un bloc de 60 de grame care este staționar pe podea. Dacă glonțul este blocat în bloc, atunci viteza actuală a blocului este...
A. 1,0 ms -1
B. 1,5 ms -1
C. 2,0 ms -1
D. 2,5 ms -1
E. 3,0 ms -1
Pembahasan
Se știe că :
Masa glonțului (mP ) = 20 grame = 0,02 kg
Masa blocului (m B ) = 60 grame = 0,06 kg
Viteza inițială a glonțului (vP ) = 10 m/s
Viteza inițială a blocului (vB ) = 0
Întrebare : viteza glonțului și a blocului după coliziune (v')
Răspuns :
Formula legii conservării impulsului dacă cele două obiecte se lipesc unul de celălalt după coliziune:
mP vP + mB vB = ( mP + mB ) 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 m/s
Răspunsul corect este D.
8. Două cărucioare A și B, fiecare cântărind 1,5 kg, se deplasează unul spre celălalt cu v A = 4 ms -1 și v B = 5 ms -1, așa cum se arată în figură. Dacă cele două cărucioare se ciocnesc într-o manieră inelastică, atunci viteza celor două cărucioare după coliziune este...
A. 4,5 ms-1 La dreapta
B. 4,5 ms -1 la stânga
C. 1,0 ms -1 la stânga
D. 0,5 ms -1 spre stânga
E. 0,5 ms -1 la dreapta
Pembahasan
Se știe că:
Masa căruciorului A (m² A ) = 1,5 kg
Masa căruciorului B (m² ) = 1,5 kg
Viteza căruciorului A înainte de coliziune (v A ) = 4 m/s (pozitivă spre dreapta)
Viteza căruciorului B înainte de coliziune (vB ) = -5 m/s (negativă spre stânga)
Întrebare: Dacă ciocnirea este inelastică, determinați viteza celor două cărucioare după coliziune.
Jawab:
Legea conservării impulsului:
mA vA + mB vB = ( mA + mB ) 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 m/s
Semnul negativ înseamnă că, după coliziune, ambele se mișcă spre stânga, în aceeași direcție ca și căruciorul B. Acest lucru are sens deoarece impulsul căruciorului B este mai mare decât impulsul căruciorului A.
Sursa întrebării:
Întrebări de fizică pentru examenul național de liceu/liceu vocațional
