تصادم - مسائل اور حل

تصادم - مسائل اور حل

1. آبجیکٹ A (3 kg) 8 m/s کی رفتار سے حرکت کرتا ہے اور آبجیکٹ B (5 kg) 4 m/s کی رفتار سے حرکت کرتا ہے۔ اگر اشیاء A اور B کے درمیان تصادم بالکل لچکدار ہے، تو تصادم کے بعد اشیاء A اور B کی رفتار کتنی ہوگی؟

جانا جاتا ہے:

آبجیکٹ A (m ₁ ) = 3 کلوگرام

آبجیکٹ B (m ₂ ) = 5 کلوگرام

آبجیکٹ A (v ₁ ) = 8 ms ^-1 کی رفتار

_{آبجیکٹ B (v 2} ) = 4 ms ^-1 کی رفتار

بالکل لچکدار تصادم.

مطلوب: v ₁ ' اور v ₂ '

حل:

اگر دونوں اشیاء کی کمیت مختلف ہے اور تصادم کے بعد دونوں اشیاء کی رفتار ابھی تک معلوم نہیں ہے، تو تصادم کے بعد کی رفتار کو اس مساوات کا استعمال کرتے ہوئے شمار کیا جاتا ہے:

دونوں اشیاء کی سمت یکساں ہے تاکہ دونوں اشیاء کی رفتار ایک جیسی ہو۔ اگر دونوں اشیاء مخالف سمتوں میں چلتی ہیں تو ایک رفتار میں جمع کا نشان ہوتا ہے اور دوسری رفتار میں مائنس کا نشان ہوتا ہے۔

تصادم کے بعد آبجیکٹ A (v _A ) کی رفتار :

تصادم کے بعد آبجیکٹ B (v _B ) کی رفتار :

_{تصادم کے بعد آبجیکٹ A (v 1} ') کی رفتار 3 m/s ہے اور تصادم کے بعد آبجیکٹ B (v _{2 ') کی رفتار 7 m/s ہے۔}

2. ایک گیند P کی رفتار رکھتی ہے، دیوار سے ٹکراتی ہے اور منعکس ہوتی ہے۔ تصادم بالکل لچکدار ہے اور اس کی سمت دیوار کے ساتھ کھڑی ہے۔ گیند کی رفتار کی تبدیلی کیا ہے ؟

جانا جاتا ہے:

گیند کا ماس = m

تصادم سے پہلے گیند کی رفتار = v

تصادم کے بعد گیند کی رفتار = -v (گیند بائیں طرف جھلکتی ہے)

تصادم سے پہلے گیند کی رفتار (p _o ) = mv

تصادم کے بعد گیند کی رفتار (p _t ) = m (-v) = – mv

مطلوب: گیند کی رفتار کی تبدیلی

حل:

رفتار کی تبدیلی:

Δp = p _t – p _o

Δp = – mv – mv

Δp = – 2 mv

Δp = -2p

مائنس کا نشان گیند کی سمت کی نشاندہی کرتا ہے۔

3. دو اشیاء، A اور B، ایک ہی بڑے پیمانے پر ایک مخالف سمت میں حرکت کرتی ہیں اور ایک دوسرے سے ٹکراتی ہیں۔ A مشرق میں V کی رفتار سے اور B مغرب میں 2V کی رفتار سے حرکت کرتا ہے۔ اگر تصادم بالکل لچکدار ہے، تو تصادم کے بعد دونوں اشیاء کی رفتار کتنی ہے؟

جانا جاتا ہے:

دونوں اشیاء کا حجم ایک ہی ہے۔

A V کی رفتار سے مشرق کی طرف بڑھتا ہے۔

B 2V کی رفتار سے مغرب کی طرف بڑھتا ہے۔

مطلوب: تصادم کے بعد دونوں اشیاء کی رفتار

حل:

اگر دونوں اشیاء کی کمیت ایک ہی ہے اور تصادم بالکل لچکدار ہے، تو تصادم کے بعد دونوں اشیاء اپنی رفتار کو بدل دیتی ہیں۔

تصادم کے بعد، A مغرب میں 2V پر اور B مشرق میں V پر حرکت کرتا ہے۔

جزوی طور پر لچکدار تصادم

4. ایک ہی ماس والی دو اشیاء ایک سیدھی لکیر کے ساتھ مخالف سمتوں میں حرکت کرتی ہیں جیسا کہ نیچے دی گئی تصویر میں دکھایا گیا ہے۔ اگر تصادم کے بعد آبجیکٹ 2 کی رفتار (v ₂ ') دائیں طرف 5 m/s ہے، تو تصادم کے بعد آبجیکٹ 1 کی رفتار کی شدت کتنی ہے۔

جانا جاتا ہے:

ہر چیز کا ماس = m

تصادم سے پہلے آبجیکٹ 1 کی رفتار (v ₁ ) = 8 m/s

تصادم کے بعد آبجیکٹ 2 کی رفتار (v ₂ ) = 10 m/s

تصادم کے بعد آبجیکٹ 2 کی رفتار (v ₂ ') = 5 m/s

مطلوب : تصادم کے بعد آبجیکٹ 1 کی رفتار (v ₁ ')

حل:

تصادم جزوی طور پر لچکدار ہے۔

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 ')

v ₁ + v ₂ = v ₁ ' + v ₂ '

8 + 10 = v ₁ ' + 5

18 = v ₁ ' + 5

v ₁ ' = 18-5

v ₁ ' = 13 m/s

غیر لچکدار ٹکراؤ

5. 10 گرام کی گولی 100 ms ^-1 پر فائر کی گئی ، باقی لکڑی کے ایک بلاک سے ٹکرا گئی۔ بلاک کا وزن 490 گرام ہے۔ تصادم غیر لچکدار ہے۔ تصادم کے بعد بلاک اور گولی کی رفتار کتنی ہے؟

جانا جاتا ہے:

گولی کا ماس (m ₁ ) = 10 گرام

گولی کی رفتار (v ₁ ) = 100 m/s

بلاک کا ماس (m ₂ ) = 490 گرام

بلاک کی رفتار (v ₂ ) = 0 m/s (باقی میں بلاک)

مطلوب: تصادم کے بعد بلاک اور گولی کی رفتار

حل:

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

6. 10 میٹر فی سیکنڈ کی رفتار سے چلنے والا ٹرک 20 میٹر فی سیکنڈ کی رفتار سے چلنے والی کار سے ٹکرا جاتا ہے۔ تصادم کے بعد ٹرک اور کار دونوں ایک ہی رفتار سے ایک ساتھ چلتے ہیں۔ ٹرک کا وزن 1400 کلوگرام اور کار کا وزن 600 کلوگرام ہے۔ ٹکرانے کے بعد ٹرک اور کار دونوں کی رفتار کتنی ہے؟

جانا جاتا ہے:

ٹرک کی رفتار (v ₁ ) = 10 m/s

کار کی رفتار (v ₂ ) = 20 m/s

ٹرک کا ماس (m ₁ ) = 1400 کلوگرام

کار کا وزن (m ₂ ) = 600 کلوگرام

مطلوب: تصادم کے بعد ٹرک اور کار دونوں کی رفتار

حل:

m ₁ v ₁ + m ₂ v ₂ = (m ₁ + m ₂ ) v

(1400)(10) + (600)(20) = (1400 + 600) v

14000 + 12000 = 2000 v

26000 = 2000 v

v = 13 m/s

7. ایک 20 گرام کی گولی افقی سمت میں 10 میٹر فی سیکنڈ کی رفتار سے حرکت کرتی ہے، فرش پر لگے 60 گرام کے بلاک سے ٹکرا جاتی ہے۔ تصادم کے بعد، گولی اور بلاک ایک ہی رفتار اور ایک ہی سمت سے ایک ساتھ حرکت کرتے ہیں۔ گولیوں اور بلاکس دونوں کی رفتار کتنی ہے؟

جانا جاتا ہے:

گولی کا ماس (m _P ) = 20 گرام = 0.02 کلوگرام

بلاک کا ماس (m _B ) = 60 گرام = 0.06 کلوگرام

گولی کی ابتدائی رفتار (v _P ) = 10 m/s

بلاکس کی ابتدائی رفتار (v _B ) = 0

مطلوب : تصادم کے بعد گولی اور بلاک کی رفتار (v')

حل:

تصادم غیر لچکدار ہے۔

m _P v _P + m _B v _B = (m _P + m _B ) 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

8. دو اشیاء، A اور B، ایک ہی ماس = 1.5 کلوگرام ایک دوسرے کے قریب ہیں اور آپس میں ٹکراتی ہیں۔ آبجیکٹ A (v _A ) = 4 m/s اور آبجیکٹ B (v _B ) = 5 m/s کی رفتار۔ اگر تصادم غیر لچکدار ہے تو تصادم کے بعد دونوں اشیاء کی رفتار کیا ہے۔

جانا جاتا ہے:

آبجیکٹ A (m _A ) = 1.5 کلوگرام

آبجیکٹ B (m _B ) = 1.5 کلوگرام

تصادم سے پہلے آبجیکٹ A کی رفتار (v _A ) = 4 m/s (مثبت دائیں طرف)

تصادم سے پہلے آبجیکٹ B کی رفتار (v _B ) = -5 m/s (منفی بائیں طرف)

مطلوب : تصادم کے بعد دونوں اشیاء کی رفتار

حل:

m _A v _A + m _B v _B = (m _A + m _B ) 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

مائنس کا نشان اشارہ کرتا ہے کہ تصادم کے بعد، دونوں اشیاء بائیں طرف، آبجیکٹ B کی طرح ایک ہی سمت میں حرکت کرتی ہیں۔

1. طبیعیات کے تناظر میں تصادم کیا ہے؟ کا جواب: طبیعیات میں، تصادم سے مراد وہ واقعہ ہے جہاں دو یا دو سے زیادہ اشیاء ایک دوسرے کے ساتھ قریبی رابطے میں آتی ہیں، عام طور پر ایک دوسرے پر طاقت کا استعمال کرتے ہیں، جس کے نتیجے میں توانائی اور رفتار کا تبادلہ ہوتا ہے۔
2. لچکدار اور غیر لچکدار تصادم کیسے مختلف ہیں؟ کا جواب: لچکدار تصادم میں، رفتار اور حرکی توانائی دونوں محفوظ رہتی ہیں۔ غیر لچکدار تصادم میں، رفتار محفوظ رہتی ہے، لیکن حرکی توانائی نہیں ہوتی۔ مکمل طور پر غیر لچکدار تصادم ایک ذیلی سیٹ ہیں جہاں ٹکرانے والی اشیاء تصادم کے بعد آپس میں چپک جاتی ہیں۔
3. رفتار ہمیشہ تصادم میں کیوں محفوظ رہتی ہے؟ کا جواب: مومنٹم اصول کے تحفظ کی وجہ سے تصادم میں محفوظ رہتا ہے، جس میں کہا گیا ہے کہ بند نظام کی کل رفتار اس وقت تک برقرار رہتی ہے جب تک کہ بیرونی قوتوں کے ذریعہ اس پر عمل نہ کیا جائے۔
4. کیا حرکی توانائی ہمیشہ تصادم میں محفوظ رہتی ہے؟ کا جواب: نہیں، حرکی توانائی صرف لچکدار تصادم میں محفوظ ہے۔ غیر لچکدار تصادم میں، کچھ حرکی توانائی توانائی کی دوسری شکلوں میں تبدیل ہو جاتی ہے، جیسے کہ ممکنہ توانائی، آواز یا حرارت۔
5. تصادم کے بعد دو کاریں آپس میں کیوں چپک سکتی ہیں؟ کا جواب: اگر دو کاریں تصادم کے بعد آپس میں چپک جائیں تو یہ بالکل غیر لچکدار تصادم کی مثال ہے۔ کاریں مکینیکل انٹرلاکنگ، اخترتی، یا دیگر قوتوں کی وجہ سے ایک ساتھ رہتی ہیں جو ایک دوسرے سے ریباؤنڈ کرنے کی صلاحیت پر قابو پاتی ہیں۔
6. کیا تصادم سے گزرنے والی چیز حرکی توانائی میں تبدیلی کا تجربہ کر سکتی ہے چاہے اس کی رفتار میں کوئی تبدیلی نہ ہو؟ کا جواب: ہاں، اگر کوئی چیز تصادم کے دوران اپنی سمت بدلتی ہے لیکن اس کی رفتار نہیں، تو اس کی رفتار (ایک ویکٹر کی مقدار) بدل جاتی ہے، لیکن اس کی رفتار (ایک اسکیلر مقدار) وہی رہتی ہے۔ اگرچہ اس کی حرکی توانائی کی شدت (رفتار پر منحصر ہے) تبدیل نہیں ہوسکتی ہے، لیکن آبجیکٹ میں توانائی کی تقسیم میں تبدیلی آئی ہے۔
7. بلیئرڈ گیندیں آپس میں ٹکرانے پر ایک دوسرے سے کیوں اچھالتی ہیں؟ کا جواب: بلیئرڈ گیندیں تقریباً لچکدار ٹکراؤ سے گزرتی ہیں۔ جب ایک گیند دوسری سے ٹکراتی ہے تو حرکی توانائی اور رفتار منتقل ہو جاتی ہے جس کی وجہ سے گیندیں الگ ہو جاتی ہیں۔ بلئرڈ گیندوں کا ڈیزائن اور مواد انہیں ان تعاملات میں حرکی توانائی کے تحفظ میں موثر بناتا ہے۔
8. اگر مختلف ماسز کی دو چیزیں آپس میں ٹکراتی ہیں اور چپک جاتی ہیں، تو کیا ان کی مشترکہ رفتار ان کی ابتدائی رفتار کی اوسط ہوگی؟ کا جواب:ضروری نہیں۔ مشترکہ رفتار رفتار کے تحفظ کے قانون پر منحصر ہوگی۔ اگر ایک شے دوسری سے بہت زیادہ وسیع ہے تو، مشترکہ رفتار زیادہ بڑے آبجیکٹ کی ابتدائی رفتار کے قریب ہوگی۔
9. حقیقی دنیا میں، کیا واقعی "لچکدار" تصادم ہوتے ہیں؟ کا جواب: عملی طور پر، کوئی تصادم بالکل لچکدار نہیں ہوتا۔ جب کہ کچھ تصادم، جیسے بلیئرڈ گیندوں کے درمیان، قریب آتے ہیں، وہاں ہمیشہ کچھ توانائی دوسری شکلوں، جیسے آواز یا حرارت سے ضائع ہوتی ہے۔

10. ایئر بیگ کار حادثے میں تصادم کے اثرات کو کیسے کم کرتا ہے؟ جواب : ایئر بیگز تصادم کے بعد کسی شخص کی رفتار کو تبدیل کرنے میں لگنے والے وقت کو بڑھاتے ہیں۔ ایسا کرنے سے، شخص کی طرف سے تجربہ کرنے والی قوت (جو اس وقت کے الٹا متناسب ہے جس میں رفتار بدلتی ہے) کم ہو جاتی ہے، ممکنہ چوٹ کو کم سے کم کر دیتی ہے۔