Dokonale elastické zrážky v jednom rozmere – problémy a riešenia

1. Guľa A s hmotnosťou 200 gramov, ktorá sa pohybuje rýchlosťou 10 m/s, narazí na guľu B s hmotnosťou 200 gramov, ktorá je v pokoji. Aká je rýchlosť gule A a gule B po zrážke?

Známe:

Hmotnosť gule A (m A ) = 200 gramov = 0.2 kg

Hmotnosť gule B (m B ) = 200 gramov = 0.2 kg

Rýchlosť gule A pred zrážkou (v A ) = 10 m/s

Rýchlosť gule B pred zrážkou (v B ) = 0

Hľadaná rýchlosť gule A (v A ') a rýchlosť gule B (v B ') po zrážke

riešenie:

v A ' = v B = 0

vB ' = vA = 10 m/s

Pozri tiež  Newtonove pohybové zákony – problémy a riešenia

2. Dva objekty s rovnakou hmotnosťou sa k sebe priblížia, zrazia a potom sa od seba odrazí. Rýchlosť hmoty A pred zrážkou je 8 m/s a rýchlosť hmoty B pred zrážkou je 12 m/s. Aká je veľkosť a smer rýchlosti hmoty A a hmoty B po zrážke?

Známe:

Hmotnosť A (m A ) = m

Hmotnosť B (m B ) = m

Rýchlosť hmoty A pred zrážkou (v A ) = -8 m/s

Rýchlosť hmoty B pred zrážkou (vB ) = 12 m/s

Znamienka plus a mínus označujú, že objekty sa pohybujú v opačnom smere.

Hľadá sa: veľkosť a smer rýchlosti hmoty A (v A ') a hmoty B (v B ') po zrážke

riešenie:

Pri dokonale elastickej zrážke, ak majú telesá rovnakú hmotnosť, potom rýchlosť tela A po zrážke (v A ') = rýchlosť tela B pred zrážkou (v B ) a rýchlosť tela B po zrážke (v B ') = rýchlosť tela A pred zrážkou (v A ).

Ak sa pred zrážkou A pohybuje doprava a B sa pohybuje doľava, potom sa po zrážke A pohybuje doľava a B sa pohybuje doprava.

Telesá majú rovnakú hmotnosť a zrážka je dokonale elastická, takže si obe telesá vymenili rýchlosť.

v A ' = -v B = -12 m/s

vB ' = vA = 8 m/s

Znamienka plus a mínus označujú, že objekty sa pohybujú v opačnom smere.

Pozri tiež  Hookeov zákon a elasticita – problémy a riešenia

3. Teleso A s hmotnosťou 2 kg, pohybujúce sa rýchlosťou 10 m/s, narazí na guľu B s hmotnosťou 4 kg, ktorá sa pohybuje rýchlosťou 20 m/s. Ak je zrážka dokonale pružná, aká je rýchlosť telesa A a telesa B po zrážke?

Známe:

Hmotnosť A (m A ) = 2 kg

Hmotnosť B (m B ) = 4 kg

Rýchlosť objektu A pred zrážkou (v A ) = 10 m/s

Rýchlosť objektu B pred zrážkou (vB ) = 20 m/s

Hľadá sa : rýchlosť objektu A (v A ') a rýchlosť objektu B (v B ') po zrážke

Riešenie :

Pri dokonale elastickej zrážke , ak majú objekty rovnakú hmotnosť a približujú sa k sebe, sa rýchlosť objektu po zrážke vypočíta pomocou tohto vzorca:

Dokonale elastické zrážky v jednom rozmere – problémy a riešenia 1

Rýchlosť objektu A po zrážke:

Dokonale elastické zrážky v jednom rozmere – problémy a riešenia 2

Pozri tiež  Prenos tepla vedením – problémy a riešenia

4. Teleso s hmotnosťou 100 gramov pohybujúce sa rýchlosťou 20 m/s narazí na dokonale elastickú stenu. Aká je veľkosť a smer rýchlosti telesa po zrážke?

Známe:

Hmotnosť (m A ) = 100 gramov = 0.1 kg

Hmotnosť steny (m B ) = nekonečno

Rýchlosť hmoty pred zrážkou (v A ) = 20 m/s

Rýchlosť hmoty po zrážke (v B ) = 0

Hľadá sa : veľkosť a smer rýchlosti po zrážke

riešenie:

Ak v B = 0, m A veľmi malé a m 2 veľmi veľké, potom v A ' = -v A a v 2 ' = 0.

Znamienka plus a mínus označujú, že objekty sa pohybujú v opačnom smere.

5. Na obrázku nižšie sú znázornené dve gule, A s hmotnosťou 2 kg a guľa B s hmotnosťou 5 kg, pred a po zrážke. Ak je zrážka dokonale pružná, aká je rýchlosť gule A pred zrážkou?

Známe:

Hmotnosť gule A (mA) = 2 kgDokonale elastická zrážka – problémy a riešenia 1

Hmotnosť gule B (m B ) = 5 kg

Rýchlosť gule B pred zrážkou (v B ) = 2 m/s

Rýchlosť gule A po náraze (v A ') = 5 m/s

Rýchlosť gule B po náraze (v B ') = 4 m/s

Obe lopty sa pohybujú doprava, takže ich rýchlosť je kladná.

Hľadaná rýchlosť: Rýchlosť gule A pred zrážkou (v A )

riešenie:

mA vA +mB vB = mA vA' + mB vB"

2(vA ) + (5)(2) = (2)(5) + (5)(4)

2(v A ) + 10 = 10 + 20

2(v A ) + 10 = 30

2(v A ) = 30 – 10

2(v A ) = 20

v A = 20/2

v A = 10 m/s

Pozri tiež  Optické prístrojové ďalekohľady – problémy a riešenia

6. Telesá A a B sa pohybujú pozdĺž horizontálnej roviny, ako je znázornené na obrázku nižšie. Ak je zrážka dokonale elastická a rýchlosť telesa B po zrážke je 15 m/s⁻¹ , aká je rýchlosť telesa A po zrážke?

Známe:

Hmotnosť objektu A (mA) = 5 kgDokonale elastická zrážka – problémy a riešenia 2

Hmotnosť telesa B (m B ) = 2 kg

Rýchlosť objektu A pred zrážkou (v A ) = 12 m/s

Rýchlosť objektu B pred zrážkou (vB ) = 10 m/s

Rýchlosť objektu B po zrážke (v B ') = 15 m/s

Oba objekty, pred aj po zrážke, sa pohybujú doprava, takže ich rýchlosť má kladné znamienko.

Hľadaná: Rýchlosť objektu A po zrážke (v A ')

riešenie:

mA vA +mB vB = mA vA' + mB vB"

(5)(12) + (2)(10) = (5)v A ' + (2)(15)

60 + 20 = (5)v A ' + 30

80 = (5)v A ' + 30

80 – 30 = (5)v A '

50 = (5)v A '

v A ' = 50/5

v A ' = 10 m/s

[wpdm_package id='1156']

  1. Problémy s lineárnou hybnosťou a ich riešenia
  2. Problémy s hybnosťou a impulzom a ich riešenia
  3. Dokonale elastické zrážky v jednom rozmere, problémy a riešenia
  4. Dokonale nepružné zrážky v jednom rozmere - problémy a riešenia
  5. Nepružné zrážky v jednorozmerných problémoch a riešenia

Pridať komentár