8 primerov vprašanj o trčenju
Popolnoma elastičen trk
1. Dva telesa A (3 kg) in B (5 kg) se gibljeta v isto smer s hitrostjo 8 ms –1 oziroma 4 ms –1 . Če telo A udari v telo B s popolno elastičnostjo, potem je hitrost vsakega telesa po trku ...
A. 3 ms –1 in 7 ms –1
B. 6 ms –1 in 10 ms –1
C. 4,25 ms –1 in 10 ms –1
D. 5,5 ms –1 in 5,5 ms –1
E. 8 ms –1 in 4 ms –1
Razprava
Znano je, da:
Masa predmeta A (m1 ) = 3 kg
Masa predmeta B (m² ) = 5 kg
Hitrost objekta A (v1 ) = 8 ms –1
Hitrost objekta B (v2 ) = 4 ms –1
Popolnoma elastičen trk
Vprašano: v 1 in v 2
Odgovor:
Če imata telesa, ki elastično trčita, različni masi in je hitrost obeh teles po trku neznana, se hitrost po trku izračuna z naslednjo enačbo:
Če se oba telesa gibljeta v isto smer, sta njuni hitrosti pozitivni. Če se oba telesa gibljeta v nasprotnih smereh, je hitrost enega telesa pozitivna, hitrost drugega pa negativna.
Torej je hitrost predmeta A (v 1 ') po trku 3 m/s, hitrost predmeta B (v 2 ') po trku pa 7 m/s.
Pravilen odgovor je A.
2. Žoga z gibalno količino P zadene steno in se odbije. Trk je popolnoma elastičen, smer pa pravokotna. Sprememba gibalne količine žoge je ...
A. nič
B. str./4
C. p/4
D.P.
E. 2P
Razprava
Znano je, da:
Masa krogle = m
Hitrost žoge pred udarcem = v
Hitrost žoge po udarcu = -v (žoga se odbije v levo)
Gibalna količina krogle pred trkom (p o ) = mv
Gibalna količina krogle po trku (p t ) = m (-v) = – mv
Vprašanje: Kako velika je sprememba gibalne količine žoge?
Odgovor:
Sprememba zagona:
Δp = p t – p o
Δp = – mv – mv
Δp = –2 mv
Δp = -2p
Velikost spremembe gibalne količine krogle je 2p. Negativni predznak označuje smer.
Pravilen odgovor je E.
3. Dva telesa A in B z enako maso se premikata drug mimo drugega. A se premika proti vzhodu, B pa proti zahodu s hitrostmi V oziroma 2V. Če telesa doživita popolnoma elastičen trk, potem takoj po trku ...
A. V A = V proti zahodu, V B = V proti vzhodu
B. V A = 2V proti zahodu, V B = 2V proti vzhodu
C. V A = 2V proti zahodu, V B = V proti vzhodu
D. V A = V proti zahodu, V B = 2V proti vzhodu
E. V A = 2V proti vzhodu, V B = V proti zahodu
Razprava
Znano je, da:
Oba predmeta imata enako maso.
A se premika proti vzhodu s hitrostjo V
B se premika proti zahodu s hitrostjo 2V
Vprašanje: Hitrost A in B po trčenju
Odgovor:
Če sta masi obeh teles enaki in je trk popolnoma elastičen, potem si telesa po trku izmenjata hitrost.
Torej se po trku A premika proti zahodu s hitrostjo 2V, B pa proti vzhodu s hitrostjo V.
Pravilen odgovor je C.
Delno elastičen trk
4. Dva telesa z enako maso se premikata v ravni črti drug proti drugemu, kot je prikazano na sliki!
Če je v 2 ' hitrost predmeta (2) po trku v desno s hitrostjo 5 ms –1 , potem je velikost hitrosti v 1 ' (1) po trku ...
A. 7 ms −1
B. 9 ms −1
C. 13 ms −1
D. 15 ms −1
E. 17 ms −1
Razprava
Znano je, da:
Masa obeh teles je enaka = m
Hitrost predmeta 1 pred trkom (v1 ) = 8 m/s
Hitrost predmeta 2 pred trkom (v2 ) = 10 m/s
Hitrost predmeta 2 po trku (v 2 ') = 5 m/s
Vprašanje: Hitrost telesa 1 po trku (v 1 ')
Odgovor:
To je nepopolno elastičen trk. v 1 ' se izračuna z uporabo zakona o ohranitvi gibalne količine:
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 = v1 ' + 5
v 1 ' = 18-5
v1 ' = 13 m/s
Pravilen odgovor je C.
Neelastični trk
5. 10-gramska krogla, ki potuje s hitrostjo 100 m/s -1 , zadene mirujoč lesen blok in se v njem zatakne. Če je masa lesenega bloka 490 gramov, je hitrost lesenega bloka in krogle takoj po trku ...
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
Razprava
Znano je, da:
Masa krogle (m1 ) = 10 gramov
Hitrost krogle (v 1 ) = 100 ms -1
Masa bloka (m² ) = 490 gramov
Hitrost bloka (v2 ) = 0 m/s (blok miruje)
Vprašanje: Hitrost lesenega bloka in krogle takoj po trku
Odgovor:
Krogla zadene mirujoč lesen blok in se v njem zatakne, zato gre za neelastični trk. Formula za neelastični trk je:
Gibalna količina pred trkom = gibalna količina po trku
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
Pravilen odgovor je B.
6. Tovornjak, ki se premika s hitrostjo 10 m/ s, zadene avtomobil, ki se premika s hitrostjo 20 m/ s . Po trčenju avtomobila trčita drug v drugega. Če je masa tovornjaka 1400 kg in masa avtomobila 600 kg, je hitrost obeh vozil po trčenju ...
A. 6 ms –1
B. 9 ms –1
C. 11 ms –1
D. 13 ms –1
E. 17 ms –1
Razprava
Po trčenju sta se avtomobila zataknila skupaj, kar je povzročilo neelastično trčenje.
Znano je, da:
Hitrost tovornjaka (v 1 ) = 10 m/s
Hitrost avtomobila (v2 ) = 20 m/s
Masa tovornjaka (m1 ) = 1400 kg
Masa avtomobila (m² ) = 600 kg
Vprašanje: hitrost obeh vozil po trčenju (v)
Odgovor:
Formula za neelastični trk:
m 1 v 1 + m 2 v 2 = (m 1 + m 2 ) v
(1400)(10) + (600)(20) = (1400 + 600) v
26000 = 2000 V
v = 13 m/s
Pravilen odgovor je D.
7. 20-gramska krogla, ki se premika vodoravno s hitrostjo 10 m/s - 1, zadene 60-gramski blok, ki miruje na tleh. Če se krogla zatakne v bloku, je trenutna hitrost bloka ...
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
Razprava
Znano je, da :
Masa krogle (m P ) = 20 gramov = 0,02 kg
Masa bloka (m B ) = 60 gramov = 0,06 kg
Začetna hitrost krogle (vP ) = 10 m/s
Začetna hitrost bloka (v B ) = 0
Vprašanje : hitrost krogle in bloka po trku (v')
Odgovor :
Formula za zakon o ohranitvi gibalne količine, če se telesa po trku držita skupaj:
mP v P + mB v B = (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
Pravilen odgovor je D.
8. Dva vozička A in B, vsak s težo 1,5 kg, se premikata drug proti drugemu s časoma v A = 4 ms -1 in v B = 5 ms -1, kot je prikazano na sliki. Če vozička trčita neelastično, je hitrost obeh vozičkov po trku ...
A. 4,5 ms-1 desno
B. 4,5 ms -1 v levo
C. 1,0 ms -1 v levo
D. 0,5 ms -1 v levo
E. 0,5 ms -1 v desno
Razprava
Znano je, da:
Masa vozička A (m A ) = 1,5 kg
Masa vozička B (m B ) = 1,5 kg
Hitrost vozička A pred trkom (v A ) = 4 m/s (pozitivna smer v desno)
Hitrost vozička B pred trkom (v B ) = -5 m/s (negativna smer v levo)
Vprašanje: Če je trk neelastičen, določite hitrost obeh vozičkov po trku.
Odgovor:
Zakon o ohranitvi gibalne količine:
mA v A + mB v B = (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
Negativni predznak pomeni, da se po trku oba premakneta v levo, v isto smer kot voziček B. To je smiselno, ker je gibalna količina vozička B večja od gibalne količine vozička A.
Vir vprašanja:
Vprašanja iz fizike za nacionalni izpit za višjo srednjo šolo/poklicno srednjo šolo
