Noelastik to'qnashuvlar
Kinetik energiyaning saqlanish qonuni noelastik to'qnashuvlarda qo'llanilmaydi. Impulsning saqlanish qonuni noelastik to'qnashuvlarda, agar ikkita to'qnashayotgan jismga tashqi kuch ta'sir qilmasa, qo'llaniladi. Noelastik to'qnashuvda ikkita jism to'qnashuvdan keyin bir-biriga yopishadi yoki bir-biriga yopishadi.
1-misol savol.
Ikki jism bir xil massaga ega, ya'ni 1 kg. 1-jisim tekis tekislikda 10 m/s tezlikda harakatlanadi va tinch holatda bo'lgan ikkinchi jism bilan to'qnashadi. To'qnashuvdan keyin ikkala jism bir-biriga yopishadi. To'qnashuvdan keyin ikki jismning tezligi qanday?
Ma'lum:
m1 = 1 kg, m2 = 1 kg, v1 = 10 m/s, v2 = 0
Qidirilmoqda : v'
yechim:
m 1 v 1 + m 2 v 2 = (m 1 + m 2 ) v'
(1 kg)(10 m/s) + 0 = (1 kg + 1 kg) v'
10 kg m/s = (2 kg) v'
v' = 10 kg m/s : 2 kg = 5 m/s
2-misol savol.
3 ms -1 tezlikda harakatlanadigan uchta blok tinch turgan boshqa blok bilan to'qnashadi.
To'qnashuv elastik emas. To'qnashuvdan keyingi blok tezligining eng kattasidan eng kichikigacha bo'lgan tartibi …
yechim:
1-rasm:
Yakuniy momentum = boshlang'ich momentum
m 1 v 1 + m 2 v 2 = (m 1 + m 2 ) v
(4m)(3) + (m)(0) = (4m + m) v
12m + 0 = (5m) v
12m = 5m v
v = 12m / 5m = 12/5 = 2.4 m/s
2-rasm:
Yakuniy momentum = Boshlang'ich momentum
m 1 v 1 + m 2 v 2 = (m 1 + m 2 ) v
(m)(3) + (3m)(0) = (m + 3m) v
3m + 0 = (4m) v
3m = 4m v
v = 3m / 4m = 3/4 = 0.75 m/s
3-rasm:
m 1 v 1 + m 2 v 2 = (m 1 + m 2 ) v
(m)(3) + (m)(0) = (m + m) v
3m + 0 = (2m) v
3m = 2m v
v = 3m / 2m = 3/2 = 1.5 m/s
3-misol savol.
Quyidagi rasmda ko'rsatilgandek, m1 = 2 kg va m2 = 1 kg massali ikkita shar qarama-qarshi yo'nalishda v1 = 2 ms -1 va v2 = 4 ms -1 tezlikda harakatlanmoqda . Agar to'qnashuv elastik bo'lmasa, to'qnashuvdan keyin ikkala sharning tezligi qanday?
Ma'lum:
1-to'pning massasi (m1) = 2 kg
2-sharning massasi (m2 ) = 1 kg
1-sharning to'qnashuvdan oldingi tezligi (v1 ) = 2 m/s
To'qnashuvdan oldingi 2-sharning tezligi (v2 ) = -4 m/s
Plyus va minus belgilari ikkala sharning ham qarama-qarshi yo'nalishda harakatlanishini ko'rsatadi.
Kerakli : To'qnashuvdan keyin sharlarning tezligi (v')
yechim:
m 1 v 1 + m 2 v 2 = (m 1 + m 2 ) v'
(2)(2) + (1)(-4) = (2 + 1) v'
4 – 4 = (3) v'
0 = (3) v'
v' = 0
4-misol savol.
Har bir jismning massasi 1.5 kg bo'lgan ikkita A va B jism bir-biriga v A = 4 ms -1 va v B = 5 ms -1 tezlikda yaqinlashmoqda . Agar to'qnashuv elastik bo'lmasa, to'qnashuvdan keyin ikkala jismning tezligi qanday?
Ma'lum:
A obyektining massasi (m A ) = 1.5 kg
B obyektining massasi (m B ) = 1.5 kg
To'qnashuvdan oldingi A obyektining tezligi (v A ) = 4 m/s (qo'shish belgisi, o'ngga)
To'qnashuvdan oldingi B obyektining tezligi (vB ) = -5 m/s (minus belgisi, chapga)
Kerakli: To'qnashuvdan keyin ikkala jismning tezligi
yechim:
Chiziqli impulsning saqlanish qonuni:
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
Minus belgisi ikkala obyektning ham chapga siljishini bildiradi.
Noelastik to'qnashuvlar haqida 20 ta kontseptual savol va javoblar:
1. Savol: Noelastik to'qnashuvni nima belgilaydi? Javob: Noelastik to'qnashuvda kinetik energiya saqlanmaydi, ammo impuls saqlanib qoladi. Dastlabki kinetik energiyaning bir qismi boshqa energiya shakllariga aylanadi.
2. Savol: Mutlaqo elastik bo'lmagan to'qnashuv qisman elastik bo'lmagan to'qnashuvdan qanday farq qiladi? Javob: Mutlaqo elastik bo'lmagan to'qnashuvda, to'qnashuvdan keyin jismlar bir-biriga yopishadi. Qisman elastik bo'lmagan to'qnashuvda, jismlar bir-biridan ajraladi, ammo kinetik energiya yo'qoladi.
3. Savol: Barcha turdagi to'qnashuvlarda, jumladan, noelastik to'qnashuvlarda ham nima saqlanib qoladi? Javob: Momentum barcha to'qnashuvlarda, ularning elastikligidan qat'i nazar, doimo saqlanib qoladi.
4. Savol: Nima uchun kinetik energiya noelastik to'qnashuvlarda saqlanmaydi? Javob: Kinetik energiyaning bir qismi potensial energiya, issiqlik yoki tovush kabi boshqa energiya turlariga aylanadi.
5. Savol: To'qnashuvdan oldingi va keyingi tezliklarni kuzatish orqali noelastik to'qnashuvni qanday aniqlash mumkin? Javob: To'qnashuvdan oldingi umumiy kinetik energiya to'qnashuvdan keyingi umumiy kinetik energiyadan katta bo'ladi.
6. Savol: Noelastik to'qnashuvlar faqat bitta o'lchovda sodir bo'lishi mumkinmi? Javob: Yo'q, noelastik to'qnashuvlar bir, ikki yoki uch o'lchovda sodir bo'lishi mumkin. Prinsiplar o'zgarishsiz qoladi, faqat vektor hisob-kitoblari murakkablashadi.
7. Savol: Zarrachalar fizikasi nuqtai nazaridan, noelastik to'qnashuvlarning umumiy natijasi nima? Javob: Zarrachalar fizikasida noelastik to'qnashuvlar ko'pincha to'qnashuvchi zarrachalarning boshqa zarrachalarga aylanishiga olib keladi.
8. Savol: Noelastik to'qnashuvda yo'qotilgan energiya miqdorini qanday aniqlash mumkin? Javob: Umumiy boshlang'ich kinetik energiya va umumiy yakuniy kinetik energiya o'rtasidagi farqni hisoblash orqali.
9. Savol: Nima uchun noelastik to'qnashuvlar energiyaning saqlanish qonunini buzmaydi? Javob: Energiya hali ham saqlanib qoladi; u shunchaki kinetik energiya sifatida qolib ketmasdan, shunchaki bir shakldan (kinetik) boshqa shaklga (masalan, issiqlik yoki tovush) aylanadi.
10. Savol: Ko'pgina real dunyodagi to'qnashuvlar elastik emasmi? Javob: Ha, real dunyodagi to'qnashuvlarning aksariyati elastik emas, chunki odatda kinetik energiyaning boshqa shakllarga o'zgarishi sodir bo'ladi.
11. Savol: Noelastik to'qnashuvda, agar ikkita jism bir-biriga yopishib qolsa, ularning umumiy tezligi haqida nima deyish mumkin? Javob: Ularning umumiy tezligi impulsning saqlanish qonuni bilan belgilanadi. To'qnashuvdan keyin ikkala jism umumiy tezlik bilan harakatlanadi.
12. Savol: Qayta tiklanish koeffitsienti noelastik to'qnashuvlar bilan qanday bog'liq? Javob: Qayta tiklanish koeffitsienti, bilan belgilanadi , to'qnashuvning "sakrashini" o'lchaydi. Mutlaqo noelastik to'qnashuvlar uchun �=0 .
13. Savol: Nima uchun noelastik to'qnashuv tovush chiqarishi mumkin? Javob: To'qnashuv to'qnashayotgan jismlarda tebranishlarni keltirib chiqarishi mumkin, bu esa atrofdagi muhitda tovush to'lqinlarini hosil qilishi mumkin.
14. Savol: Gravitatsion potensial energiya noelastik to'qnashuvlarda omil bo'lishi mumkinmi? Javob: Ha, ayniqsa, to'qnashuv jismlarning balandligi yoki holatining o'zgarishiga olib kelsa, kinetik energiya gravitatsion potensial energiyaga aylanadi.
15. Savol: Nima uchun rezina sharlar "sakrab turuvchi" bo'lishiga qaramay, mukammal elastik bo'lmagan to'qnashuvlarga uchramaydi? Javob: Rezina sharlar elastik yoki deyarli elastik to'qnashuvlarga uchraydi, chunki ular kinetik energiyasining katta qismini saqlab qoladi va orqaga qaytadi. Ular bir-biriga yopishmaydi, bu esa mukammal elastik bo'lmagan to'qnashuvga xosdir.
16. Savol: Ikki yumshoq loy shar mukammal elastik bo'lmagan to'qnashuvni ko'rsata oladimi? Javob: Ha, chunki ikkita yumshoq loy shar to'qnashganda, ular bir-biriga yopishib qoladi va orqaga qaytmaydi, bu esa mukammal elastik bo'lmagan to'qnashuvga xosdir.
17. Savol: Elastik bo'lmagan to'qnashuv tovush yoki issiqlik hosil qilmasdan sodir bo'lishi mumkinmi? Javob: Bu kamdan-kam uchraydi, lekin mumkin. Energiya boshqa nozik yo'llar bilan tarqalishi yoki ichki potensial energiya sifatida saqlanishi mumkin.
18. Savol: Noelastik to'qnashuvlarni qaytarib bo'ladimi? Javob: Odatda, noelastik to'qnashuvlarni qaytarib bo'lmaydi, chunki kinetik energiyaning boshqa shakllarga aylanishi dastlabki holatga qaytishni qiyinlashtiradi.
19. Savol: Havo qarshiligi noelastik to'qnashuvlar bilan qanday bog'liq? Javob: Havo qarshiligi kinetik energiyaning bir qismini issiqlik sifatida tarqatib, to'qnashuvlarni yanada noelastik qilishi mumkin.
20. Savol: Noelastik to'qnashuvlar xavfsizlik dizaynlarida, masalan, avtomobilning siqilish zonalarida oqibatlarga olib keladimi? Javob: Ha, avtomobillardagi siqilish zonalari noelastik to'qnashuvlarga duchor bo'lish, kinetik energiyani yutish va yo'lovchilarga ta'sir qiluvchi kuchlarni kamaytirish uchun mo'ljallangan.
Noelastik to'qnashuvlar fizikaning saqlanish qonunlarini tushunishda muhim rol o'ynaydi va ko'plab amaliy qo'llanmalar va xavfsizlik dizaynlarida ajralmas hisoblanadi.
