Qisman elastik to'qnashuvlar
Qisman elastik to'qnashuvlarda impulsning saqlanish qonuni qo'llaniladi, kinetik energiyaning saqlanish qonuni esa qo'llanilmaydi. To'qnashuv sodir bo'lganda, kinetik energiyaning bir qismi tovush energiyasiga, issiqlik energiyasiga va ichki energiyaga aylanadi. Elastik so'zining ishlatilishi to'qnashuvdan keyin ikki jism bir-biriga yopishib qolmasligini, balki sakrab tushishini anglatadi.
Qisman elastik to'qnashuvga misol qilib ikkita marmar yoki ikkita bilyard to'pining bir o'lchovli to'qnashuvini keltirish mumkin.
1-misol savol.
Massalari mos ravishda 1 kg va 2 kg bo'lgan A va B jismlar qarama-qarshi yo'nalishlarda mos ravishda 4 m/s va 2 m/s tezlikda harakatlanadi va qisman elastik to'qnashuvda to'qnashadi. Agar to'qnashuvdan keyin A jism 2 m/s tezlikda harakatlansa, B jismining tezligi qanday?
Ma'lum:
m A = 1 kg, m B = 2 kg, v A = 4 m/s (o'ngda deylik), v B = -2 m/s (chapda deylik), v A ' = – 2 m/s
Qidirilmoqda: v B '
yechim:
m A v A + m B v B = m A v A ' + m B v B '
(1 kg)(4 m/s) + (2 kg)(-2 m/s) = (1 kg)(-2 m/s) + (2 kg)(v B ')
4 kg m/s – 4 kg m/s = -2 kg m/s + (2 kg) v B '
0 = – 2 kg m/s + (2 kg)(v B ')
-2 kg m/s = – 2 kg v B '
v B ' = 1 m/s
To'qnashuvdan so'ng, B obyekti 1 m/s tezlikda (aytaylik, o'ngga) va A obyekti 2 m/s tezlikda (aytaylik, chapga) harakatlanadi.
2-misol savol.
Massasi 4 kg va 5 kg bo'lgan A va B jismlar quyidagi rasmda ko'rsatilgandek, bir-biriga qarama-qarshi yo'nalishda yaqinlashadi. To'qnashuvdan so'ng, ikkala jism ham A = 4 ms -1 tezlikda va B tezligi = 2 ms -1 tezlikda yo'nalishni o'zgartirdi . To'qnashuvdan oldingi B jismining tezligi qanday?
Ma'lum:
A obyektining massasi (m)A) = 4 kg
B obyektining massasi (m B ) = 5 kg
A obyektining to'qnashuvdan oldingi tezligi (v A ) = 6 m/s
To'qnashuvdan keyin A obyektining tezligi (v A ') = 4 m/s
To'qnashuvdan keyin B obyektining tezligi (v B ') = -2 m/s
Plyus va minus belgilari ikkala jismning qarama-qarshi yo'nalishda harakatlanishini bildiradi.
Izlanayotgan narsa: B obyektining to'qnashuvdan oldingi tezligi (v B )
yechim:
m A v A + m B v B = m A v A ' + m B v B '
(4)(6) + (5)(-2) = (4)(4) + (5)(v B ')
24 – 10 = 16 + 5(v B ')
14 – 16 = 5 (v B ')
-2 = 5 (v B ')
v B ' = -2/5
v B ' = -0.4
Minus belgisi to'qnashuvdan keyingi ob'ekt yo'nalishi to'qnashuvdan oldingi yo'nalishdan farq qilishini bildiradi.
3-misol savol.
Quyidagi rasmda ko'rsatilgandek, bir xil massaga ega ikkita jism bir-biriga yaqinlashadi.
Agar v2 ' o'ng tomonda to'qnashuvdan keyingi jismning (2) tezligi 5 ms –1 tezlik bilan bo'lsa, to'qnashuvdan keyingi birinchi jismning v1' (1) tezligi qanday ?
Ma'lum:
Har bir obyektning massasi = m
1-obyektning to'qnashuvdan oldingi tezligi (v1 ) = 8 m/s
To'qnashuvdan oldingi 2-obyektning tezligi (v2 ) = 10 m/s
To'qnashuvdan keyingi 2-obyektning tezligi (v2 ' ) = 5 m/s
Kerakli: To'qnashuvdan keyin 1-obyektning tezligi (v 1 ')
yechim:
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
Qisman elastik to'qnashuvlar haqida 20 ta kontseptual savol va javoblar:
1. Savol: Qisman elastik to'qnashuv nima? Javob: Qisman elastik to'qnashuv - bu ma'lum bir kinetik energiya saqlanib qolgan, ammo barchasi saqlanib qolmagan to'qnashuv. Jismlar bir-biriga teskari qaytadi, lekin to'liq boshlang'ich kinetik energiyalari bilan emas.
2. Savol: Qisman elastik to'qnashuv mukammal elastik to'qnashuvdan qanday farq qiladi? Javob: Mutlaqo elastik to'qnashuvda umumiy kinetik energiya saqlanadi, qisman elastik to'qnashuvda esa kinetik energiyaning faqat bir qismi saqlanadi.
3. Savol: Qisman elastik to'qnashuvda nima saqlanib qoladi? Javob: Impuls barcha turdagi to'qnashuvlarda, jumladan, qisman elastik to'qnashuvlarda ham saqlanib qoladi.
4. Savol: To'qnashuvning elastikligini tavsiflash uchun tiklanish koeffitsienti, , qanday ishlatiladi? Javob: Qisman elastik to'qnashuvlar uchun 0<�<1 1 ga qanchalik yaqin bo'lsa , to'qnashuv shunchalik elastik bo'ladi.
5. Savol: Qayta tiklash koeffitsienti 1 dan katta bo'lishi mumkinmi? Javob: Yo'q. O'rnini bosish koeffitsienti 1 dan katta bo'lsa, to'qnashuvdan keyin avvalgidan ko'ra ko'proq kinetik energiya hosil bo'ladi, bu esa energiyani tejash qonunini buzadi.
6. Savol: Nima uchun qisman elastik to'qnashuvlarda barcha kinetik energiya saqlanib qolmaydi? Javob: Kinetik energiyaning bir qismi boshqa shakllarga, masalan, tovush, issiqlik yoki jismlarning deformatsiyasiga aylanadi.
7. Savol: Qisman elastik to'qnashuvda saqlanib qolgan kinetik energiya miqdorini qanday aniqlash mumkin? Javob: To'qnashuvdan oldin va keyin umumiy kinetik energiyani taqqoslash orqali.
8. Savol: Qisman elastik to'qnashuvlar har doim tovush chiqaradimi? Javob: Har doim ham emas, lekin to'qnashuv natijasida hosil bo'lgan tebranishlar tufayli tovush paydo bo'lishi mumkin.
9. Savol: Qisman elastik to'qnashuvda saqlanib qolmagan kinetik energiya bilan nima sodir bo'ladi? Javob: Odatda deformatsiya tufayli issiqlik, tovush yoki potensial energiya kabi boshqa energiya turlariga aylanadi.
10. Savol: Material tarkibi to'qnashuvning elastikligiga qanday ta'sir qiladi? Javob: Ba'zi materiallar, masalan, kauchuk, ko'proq elastik to'qnashuvlarga moyil bo'ladi, boshqalari, masalan, loy, noelastik bo'ladi. Biroq, real dunyodagi to'qnashuvlarning aksariyati materiallarning xususiyatlari va boshqa omillar tufayli qisman elastikdir.
11. Savol: Ikki po'lat shar qisman elastik to'qnashuvni ko'rsata oladimi? Javob: Ha. Po'lat sharlar deyarli mukammal elastik to'qnashuvga ega bo'lib tuyulishi mumkin bo'lsa-da, odatda ozgina energiya yo'qotilishi bo'ladi, bu esa uni qisman elastik qiladi.
12. Savol: Yerning meteorit bilan to'qnashuvi qisman elastik deb hisoblanadimi? Javob: Umuman olganda, ha. To'qnashuv barcha kinetik energiyani tejab qolmaydi, chunki ba'zilari issiqlik, tovush va krater hosil bo'lishiga aylanadi.
13. Savol: Vakuumda qisman elastik to'qnashuv bo'lishi mumkinmi? Javob: Ha. Havo qarshiligi bo'lmasa ham, to'qnashuvchi jismlarning ichki xususiyatlari energiya yo'qotilishiga olib kelishi mumkin.
14. Savol: Ishqalanish kabi tashqi kuchlar to'qnashuvning elastikligiga qanday ta'sir qiladi? Javob: Tashqi kuchlar ko'proq kinetik energiyani tarqatib yuborishi mumkin, bu esa to'qnashuvni yanada elastiksiz qiladi.
15. Savol: Qisman elastik to'qnashuvlarni tushunish muhim bo'lgan amaliy qo'llanmalar bormi? Javob: Ha, sport, muhandislik va yo'l-transport hodisalarini tahlil qilishda qisman elastik to'qnashuvlarni tushunish juda muhim bo'lishi mumkin.
16. Savol: Nima uchun avtomobil ishlab chiqaruvchilari qisman elastik to'qnashuvlarni o'rganadilar? Javob: To'qnashuv paytida yo'lovchilarni himoya qiladigan, zarba energiyasini samarali yuta oladigan transport vositalarini loyihalash.
17. Savol: Kvant darajasidagi zarrachalarning o'zaro ta'sirini qisman elastik deb hisoblash mumkinmi? Javob: Ha. Kvant mexanikasi yangi hodisalarni kiritsa-da, zarrachalar hali ham barcha kinetik energiya saqlanib qolmaydigan o'zaro ta'sirlarga duch kelishi mumkin.
18. Savol: Molekulyar o'zaro ta'sirlar qisman elastik to'qnashuvlar bilan qanday bog'liq? Javob: Molekulalar bir-biriga urilganda qisman elastik to'qnashuvlarga duch kelishi mumkin, bu esa ma'lum bir energiyani molekulalarning tebranishlariga yoki aylanishiga o'tkazadi.
19. Savol: Basketbol to'pi maydonda sakrashi qisman elastik to'qnashuvni ko'rsatadimi? Javob: Ha. To'pning ozgina deformatsiyasi va tovush sifatida energiya yo'qoladi, bu esa to'qnashuvni qisman elastik qiladi.
20. Savol: Harorat gazlardagi to'qnashuvlarning elastikligiga qanday ta'sir qiladi? Javob: Harorat oshishi bilan gaz molekulalari tezroq harakatlanadi va energiya jihatidan ko'proq to'qnashishi mumkin. Biroq, bu to'qnashuvlarning elastikligi molekulyar xususiyatlarga bog'liq va harorat bilan bevosita bog'liq emas.
Qisman elastik to'qnashuvlarni tushunish kundalik hayotda ham, fizika va muhandislikda ham ixtisoslashgan turli hodisalar haqida tushuncha beradi.
