Бархӯрдҳои ғайричандирӣ
Қонуни нигоҳдории энергияи кинетикӣ дар бархӯрдҳои ғайричандир татбиқ намешавад. Қонуни нигоҳдории импулс дар бархӯрдҳои ғайричандир татбиқ мешавад, агар ягон қувваи беруна ба ду ҷисми бархӯрда таъсир нарасонад. Дар бархӯрди ғайричандир, ду ҷисм пас аз бархӯрд ба ҳам мечаспанд ё ба ҳам пайваст мешаванд.
Намунаи саволи 1.
Ду ҷисм массаи якхела доранд, яъне 1 кг. Ҷисми 1 дар сатҳи ҳамвор бо суръати 10 м/с ҳаракат мекунад ва бо ҷисми дуюм, ки дар ҳолати оромӣ қарор дорад, бархӯрд мекунад. Пас аз бархӯрд, ду ҷисм ба ҳам мечаспанд. Суръати ду ҷисм пас аз бархӯрд чанд аст?
Маълум:
м1 = 1 кг, м2 = 1 кг, v1 = 10 м/с, v2 = 0
Ҷустуҷӯшаванда : v'
Ҳал:
м 1 в 1 + м 2 в 2 = (м 1 + м 2 ) в'
(1 кг)(10 м/с) + 0 = (1 кг + 1 кг) v'
10 кг м/с = (2 кг) v'
v' = 10 кг м/с : 2 кг = 5 м/с
Намунаи саволи 2.
Се блок бо суръати 3 мс -1 ҳаракат мекунанд ва бо блоки дигар дар ҳолати оромӣ бархӯрд мекунанд.
Бархӯрд ғайричандир аст. Тартиби суръати блок пас аз бархӯрд, аз калонтарин то хурдтарин …
Ҳал:
Расми 1:
Импулси ниҳоӣ = импулси ибтидоӣ
м 1 в 1 + м 2 в 2 = (м 1 + м 2 ) в
(4м)(3) + (м)(0) = (4м + м) v
12м + 0 = (5м) в
12м = 5м v
v = 12 м / 5 м = 12/5 = 2.4 м/с
Расми 2:
Импулси ниҳоӣ = Импулси ибтидоӣ
м 1 в 1 + м 2 в 2 = (м 1 + м 2 ) в
(м)(3) + (3м)(0) = (м + 3м) v
3м + 0 = (4м) в
3м = 4м v
v = 3 м / 4 м = 3/4 = 0.75 м/с
Расми 3:
м 1 в 1 + м 2 в 2 = (м 1 + м 2 ) в
(м)(3) + (м)(0) = (м + м) v
3м + 0 = (2м) в
3м = 2м v
v = 3 м / 2 м = 3/2 = 1.5 м/с
Намунаи саволи 3.
Ду тӯб бо массаҳои m1 = 2 кг ва m2 = 1 кг, тавре ки дар расми зер нишон дода шудааст, бо суръати v1 = 2 мс -1 ва v2 = 4 мс -1 дар самти муқобил ҳаракат мекунанд . Агар бархӯрд ғайричандир бошад, суръати ҳарду тӯб пас аз бархӯрд чанд аст?
Маълум:
Массаи тӯб 1 (м1) = 2 кг
Массаи тӯб 2 (м2 ) = 1 кг
Суръати тӯби 1 пеш аз бархӯрд (v1 ) = 2 м/с
Суръати тӯби 2 пеш аз бархӯрд (v2 ) = -4 м/с
Аломатҳои плюс ва минус нишон медиҳанд, ки ҳарду тӯб дар самтҳои муқобил ҳаракат мекунанд.
Ҷустуҷӯшаванда : Суръати тӯбҳо пас аз бархӯрд (v')
Ҳал:
м 1 в 1 + м 2 в 2 = (м 1 + м 2 ) в'
(2)(2) + (1)(-4) = (2 + 1) в'
4 – 4 = (3) v'
0 = (3) v'
v' = 0
Намунаи саволи 4.
Ду ҷисми A ва B, ки массаи ҳар як ҷисм 1.5 кг доранд, бо суръати v A = 4 мс -1 ва v B = 5 мс -1 ба якдигар наздик мешаванд . Агар бархӯрд ғайричандир бошад, суръати ҳарду ҷисм пас аз бархӯрд чанд аст?
Маълум:
Массаи ашёи A (м A ) = 1.5 кг
Массаи объекти B (м B ) = 1.5 кг
Суръати объекти А пеш аз бархӯрд (v A ) = 4 м/с (аломати ҷамъ, ба тарафи рост)
Суръати объекти B пеш аз бархӯрд (vB ) = -5 м/с (аломати минус, ба тарафи чап)
Дархост: Суръати ҳарду объект пас аз бархӯрд
Ҳал:
Нигоҳдории импулси хаттӣ:
m A v A + m B v B = (m A + m B ) v'
(1.5)(4) + (1.5)(-5) = (1.5 +1.5) в'
6 – 7.5 = (3) v'
-1.5 = (3) v'
v' = -1.5 / 3
v' = -0.5 м/с
Аломати минус нишон медиҳад, ки ҳарду объект ба тарафи чап ҳаракат мекунанд.
20 савол ва ҷавобҳои консептуалӣ дар бораи бархӯрдҳои ғайричандир:
1. Савол: Бархӯрди ғайричандирро чӣ муайян мекунад? Ҷавоб: Дар бархӯрди ғайричандир, энергияи кинетикӣ нигоҳ дошта намешавад, гарчанде ки импулс нигоҳ дошта мешавад. Як қисми энергияи кинетикӣ ибтидоӣ ба дигар шаклҳои энергия табдил меёбад.
2. Савол: Бархӯрди комилан ғайричандир аз бархӯрди қисман ғайричандир чӣ фарқ дорад? Ҷавоб: Дар бархӯрди комилан ғайричандир, ашё пас аз бархӯрд ба ҳам мечаспанд. Дар бархӯрди қисман ғайричандир, ашё аз ҳам ҷудо мешаванд, аммо энергияи кинетикӣ ҳанӯз ҳам аз даст меравад.
3. Савол: Дар ҳама намудҳои бархӯрдҳо, аз ҷумла бархӯрдҳои ғайричандир, чӣ нигоҳ дошта мешавад? Ҷавоб: Импулс дар ҳама бархӯрдҳо, новобаста аз чандирии онҳо, ҳамеша нигоҳ дошта мешавад.
4. Савол: Чаро энергияи кинетикӣ дар бархӯрдҳои ғайричандир нигоҳ дошта намешавад? Ҷавоб: Як қисми энергияи кинетикӣ ба дигар шаклҳои энергия, ба монанди энергияи потенсиалӣ, гармӣ ё садо табдил меёбад.
5. Савол: Чӣ тавр танҳо бо мушоҳидаи суръатҳо пеш ва баъд аз бархӯрд бархӯрди ғайричандирро муайян кардан мумкин аст? Ҷавоб: Энергияи умумии кинетикӣ пеш аз бархӯрд аз энергияи умумии кинетикӣ пас аз бархӯрд зиёдтар хоҳад буд.
6. Савол: Оё бархӯрдҳои ғайричандир метавонанд танҳо дар як андоза ба амал оянд? Ҷавоб: Не, бархӯрдҳои ғайричандир метавонанд дар як, ду ё се андоза ба амал оянд. Принсипҳо якхела боқӣ мемонанд, танҳо ҳисобҳои векторӣ мураккабтар мешаванд.
7. Савол: Дар заминаи физикаи зарраҳо, натиҷаи маъмулии бархӯрдҳои ғайричандир чист? Ҷавоб: Дар физикаи зарраҳо, бархӯрдҳои ғайричандир аксар вақт боиси табдил ёфтани зарраҳои бархӯрдкунанда ба зарраҳои гуногун мешаванд.
8. Савол: Чӣ тавр миқдори энергияи аз даст рафтаро дар бархӯрди ғайричандир муайян кардан мумкин аст? Ҷавоб: Бо ҳисоб кардани фарқи байни энергияи умумии кинетикии ибтидоӣ ва энергияи умумии кинетикии ниҳоӣ.
9. Савол: Чаро бархӯрдҳои ғайричандир қонуни нигоҳдории энергияро вайрон намекунанд? Ҷавоб: Энергия ҳоло ҳам нигоҳ дошта мешавад; он танҳо аз як шакл (кинетикӣ) ба шакли дигар (масалан, гармӣ ё садо) табдил меёбад, на ин ки танҳо ҳамчун энергияи кинетикӣ боқӣ мемонад.
10. Савол: Оё аксари бархӯрдҳо дар ҷаҳони воқеӣ ғайричандиранд? Ҷавоб: Бале, аксари бархӯрдҳо дар ҷаҳони воқеӣ ғайричандиранд, зеро одатан табдили энергияи кинетикӣ ба шаклҳои дигар вуҷуд дорад.
11. Савол: Дар бархӯрди ғайричандир, агар ду ҷисм ба ҳам часпанд, дар бораи суръати умумии онҳо чӣ гуфтан мумкин аст? Ҷавоб: Суръати умумии онҳо аз рӯи нигоҳдории импулс муайян карда мешавад. Пас аз бархӯрд, ду ҷисм бо суръати умумӣ ҳаракат мекунанд.
12. Савол: Коэффисиенти барқароршавӣ бо бархӯрдҳои ғайричандир чӣ гуна алоқаманд аст? Ҷавоб: Коэффисиенти барқароршавӣ, ки бо ишора мешавад , «ҷаҳидан»-и бархӯрдро чен мекунад. Барои бархӯрдҳои комилан ғайричандир, �=0 .
13. Савол: Чаро бархӯрди ғайричандир метавонад садо ба вуҷуд орад? Ҷавоб: Бархӯрд метавонад дар ашёи бархӯрда ларзишҳоро ба вуҷуд орад, ки метавонад мавҷҳои садоро дар муҳити атроф ба вуҷуд орад.
14. Савол: Оё энергияи потенсиалии ҷозиба метавонад омили бархӯрдҳои ғайричандир бошад? Ҷавоб: Бале, хусусан агар бархӯрд боиси тағйири баландии объектҳо ё мавқеи онҳо гардад, ки энергияи кинетикӣ ба энергияи потенсиалии ҷозиба табдил меёбад.
15. Савол: Чаро тӯбҳои резинӣ, сарфи назар аз "ҷаҳидан" буданашон, ба бархӯрдҳои комилан ғайричандир дучор намешаванд? Ҷавоб: Тӯбҳои резинӣ ба бархӯрдҳои чандир ё қариб чандир дучор мешаванд, зеро онҳо майл доранд, ки қисми зиёди энергияи кинетикии худро нигоҳ доранд ва бармегарданд. Онҳо ба ҳам часпида намешаванд, ки ин хоси бархӯрди комилан ғайричандир аст.
16. Савол: Оё ду тӯби гили нарм метавонад бархӯрди комилан ғайричандирро нишон диҳад? Ҷавоб: Бале, зеро вақте ки ду тӯби гили нарм бархӯрд мекунанд, онҳо майл доранд, ки ба ҳам часпанд ва барнагарданд, ки ин хоси бархӯрди комилан ғайричандир аст.
17. Савол: Оё имкон дорад, ки бархӯрди ғайричандир бидуни тавлиди садо ё гармӣ ба амал ояд? Ҷавоб: Ин нодир аст, аммо имконпазир аст. Энергияро бо роҳҳои дигари нозук пароканда кардан ё ҳамчун энергияи потенсиалии дохилӣ нигоҳ доштан мумкин аст.
18. Савол: Оё бархӯрдҳои ғайричандирро баръакс кардан мумкин аст? Ҷавоб: Умуман, бархӯрдҳои ғайричандир баръакс нестанд, зеро табдили энергияи кинетикӣ ба шаклҳои дигар бозгашт ба ҳолати авваларо душвор мегардонад.
19. Савол: Муқовимати ҳаво бо бархӯрдҳои ғайричандир чӣ гуна алоқаманд аст? Ҷавоб: Муқовимати ҳаво метавонад бо роҳи пароканда кардани як қисми энергияи кинетикӣ ҳамчун гармӣ бархӯрдҳоро ғайричандиртар кунад.
20. Савол: Оё бархӯрдҳои ғайричандир дар тарҳҳои бехатарӣ, ба монанди минтақаҳои каҷшавии мошин, таъсир мерасонанд? Ҷавоб: Бале, минтақаҳои каҷшавӣ дар мошинҳо барои дучор шудан ба бархӯрдҳои ғайричандир тарҳрезӣ шудаанд, ки энергияи кинетикӣ фурӯ мебаранд ва қувваҳои таъсиррасон ба мусофиронро кам мекунанд.
Бархӯрдҳои ғайричандирӣ дар фаҳмидани қонунҳои ҳифзи физика нақши муҳим доранд ва дар бисёр замимаҳои амалӣ ва тарҳҳои бехатарӣ ҷузъи ҷудонашаванда мебошанд.
