נישט-עלאַסטישע קאָליזיעס
דער געזעץ פון קאנסערוואציע פון קינעטישע ענערגיע איז נישט אָנווענדלעך אין נישט-עלאַסטישע קאָליזיעס. דער געזעץ פון קאנסערוואציע פון מאָמענטום איז אָנווענדלעך אין נישט-עלאַסטישע קאָליזיעס אויב נאָר קיין עקסטערנע קראַפט אַקטירט נישט אויף די צוויי קאָלידירנדיקע אָביעקטן. אין אַן נישט-עלאַסטישער קאָליזיע, צוויי אָביעקטן קליבן זיך צוזאַמען אָדער זענען אַטאַטשט צו יעדער אַנדערער נאָך דער קאָליזיע.
בייַשפּיל קשיא 1.
צוויי אביעקטן זענען פון דער זעלבער מאַסע, נעמליך 1 ק"ג. אביעקט 1 באוועגט זיך אויף א פלאַכער פלאַך מיט א גיכקייט פון 10 מעטער/סעקונדע און קאָלידיִרט מיט אביעקט צוויי וואָס איז אין רו. נאָך דער קאָליזיע, קליבן זיך די צוויי אביעקטן צוזאַמען. וואָס איז די גיכקייט פון די צוויי אביעקטן נאָך דער קאָליזיע?
באַקאַנט:
מ 1 = 1 ק״ג, מ 2 = 1 ק״ג, v1 = 10 מ/ס, v2 = 0
געוואָלט : v'
לייזונג:
m 1 v 1 + m 2 v 2 = (מ 1 + m 2 ) v'
(1 ק"ג)(10 מעטער/סעקונדע) + 0 = (1 ק"ג + 1 ק"ג) v'
10 ק״ג מעטער/סעקונדע = (2 ק״ג) וו'
v' = 10 ק״ג מעטער/סעקונדע : 2 ק״ג = 5 מעטער/סעקונדע
בייַשפּיל קשיא 2.
דריי בלאָקן באַוועגן זיך מיט 3 מיליסעקונדעס -1 און קלאַפּן זיך מיט אַן אַנדער בלאָק אין רו.
די קאָליזיע איז נישט-עלאַסטיש. די סדר פון בלאָק'ס גיכקייט נאָך דער קאָליזיע, פֿון דער גרעסטער ביז דער קלענסטער, איז...
לייזונג:
פיגורע 1:
לעצטער מאָמענטום = ערשטיקער מאָמענטום
m 1 v 1 + m 2 v 2 = (m 1 + m 2 ) v
(4 מעטער)(3) + (מעטער)(0) = (4 מעטער + מעטער) v
12 מעטער + 0 = (5 מעטער) פֿוס
12 מעטער = 5 מעטער
v = 12m / 5m = 12/5 = 2.4 m/s
פיגורע 2:
לעצטער מאָמענטום = ערשטיקער מאָמענטום
m 1 v 1 + m 2 v 2 = (m 1 + m 2 ) v
(מ)(3) + (3מ)(0) = (מ + 3מ) v
3 מעטער + 0 = (4 מעטער) פֿוס
3 מעטער = 4 מעטער
v = 3m / 4m = 3/4 = 0.75 m/s
פיגורע 3:
m 1 v 1 + m 2 v 2 = (m 1 + m 2 ) v
(מ)(3) + (מ)(0) = (מ + מ) v
3 מעטער + 0 = (2 מעטער) פֿוס
3 מעטער = 2 מעטער
v = 3m / 2m = 3/2 = 1.5 m/s
בייַשפּיל קשיא 3.
צוויי באַלן מיט אַ מאַסע פון m1 = 2 ק"ג און m2 = 1 ק"ג באַוועגן זיך אין פאַרקערטע ריכטונגען מיט אַ גיכקייט פון v1 = 2 ms -1 און v2 = 4 ms -1 ווי געוויזן אין דער בילד אונטן. אויב אַ קאָליזיע איז נישט-עלאַסטיש, וואָס איז די גיכקייט פון ביידע באַלן נאָך דער קאָליזיע?
באַקאַנט:
מאַסע פון באַל 1 (מ²1) = 2 ק"ג
מאַסע פֿון באַל 2 (מ² ) = 1 ק״ג
גיכקייט פון באַל 1 איידער קאָליזיע (v1 ) = 2 מעטער/סעקונדע
גיכקייט פון באַל 2 איידער קאָליזיע (v2 ) = -4 מעטער/סעקונדע
פּלוס און מינוס סימנים ווײַזן אַז ביידע באַלן רירן זיך אין פאַרקערטע ריכטונגען.
געוואָלט : גיכקייט פון באַלן נאָך קאָליזיע (v')
לייזונג:
m 1 v 1 + m 2 v 2 = (מ 1 + m 2 ) v'
(2)(2) + (1)(-4) = (2 + 1) v'
4 – 4 = (3) וו'
0 = (3) ווי'
v' = 0
בייַשפּיל קשיא 4.
צוויי אביעקטן, א און ב, מיט א מאסע פון יעדן אביעקט, זענען 1.5 קילאגראם, נענטערן זיך איינער צום אנדערן מיט א שנעלקייט פון vA = 4 מס -1 און vB = 5 מס -1 . אויב די קאליזיע איז נישט-עלאסטיש, וואס איז די שנעלקייט פון ביידע אביעקטן נאך דער קאליזיע?
באַקאַנט:
מאַסע פֿון אָביעקט A (מ² A ) = 1.5 ק״ג
מאַסע פֿון אָביעקט ב (מ² B ) = 1.5 ק״ג
גיכקייט פון אביעקט א פארן צוזאמענשטויס (v A ) = 4 מ/ס (פלוס סימן, צו רעכטס)
גיכקייט פון אביעקט ב פארן צוזאמענשטויס (vB ) = -5 מ/ס (מינוס סימן, צו לינקס)
געוואָלט: די גיכקייט פון ביידע אביעקטן נאך דער צוזאמענשטויס
לייזונג:
קאנסערוואציע פון לינעארער מאָמענטום:
מ א וו א + מ ב ו ב = (מ א + מ ב ) ו'
(1.5)(4) + (1.5)(-5) = (1.5 +1.5) וו'
6 – 7.5 = (3) וו'
-1.5 = (3) v'
v' = -1.5 / 3
v' = -0.5 מעטער/סעקונדע
א מינוס סימן ווײַזט אָן אַז ביידע אָביעקטן רירן זיך צו לינקס.
20 קאָנצעפּטואַלע פֿראַגעס און ענטפֿערס וועגן נישט-עלאַסטישע קאָליזיעס:
1. פראגע: וואס דעפינירט אן אומעלאַסטישע קאליזיע? ענטפער: אין אן אומעלאַסטישער קאליזיע, ווערט קינעטישע ענערגיע נישט קאנסערווירט, כאטש מאמענטום יא. א טייל פון דער אנפאנגלעכער קינעטישער ענערגיע ווערט טראנספארמירט אין אנדערע פארמען פון ענערגיע.
2. פראגע: ווי אזוי איז א גאנץ נישט-עלאסטישע קאליזיע אנדערש פון א טיילווייז נישט-עלאסטישער קאליזיע? ענטפער: אין א גאנץ נישט-עלאסטישער קאליזיע, קליבן זיך די אביעקטן צוזאמען נאך דער קאליזיע. אין א טיילווייז נישט-עלאסטישער קאליזיע, טיילן זיך די אביעקטן, אבער עס איז נאך אלץ א פארלוסט פון קינעטישע ענערגיע.
3. פראגע: וואס בלייבט קאנסערווירט אין אלע סארטן קאליזיעס, אריינגערעכנט נישט-עלאסטישע? ענטפער: מאמענטום איז שטענדיג קאנסערווירט אין אלע קאליזיעס, אומאפהענגיק פון זייער עלאסטיסיטעט.
4. פראגע: פארוואס ווערט נישט קינעטישע ענערגיע קאנסערווירט אין נישט-עלאסטישע קאליזיעס? ענטפער: א טייל פון דער קינעטישע ענערגיע ווערט פארוואנדלט אין אנדערע פארמען פון ענערגיע, ווי פאטענציעלע ענערגיע, היץ, אדער קלאנג.
5. פראגע: ווי אזוי קען מען אידענטיפיצירן אן אומעלאַסטישע קאליזיע נאר דורך באאבאכטן די שנעלקייטן פאר און נאך דער קאליזיע? ענטפער: די גאנצע קינעטישע ענערגיע פאר דער קאליזיע וועט זיין גרעסער ווי די גאנצע קינעטישע ענערגיע נאך דער קאליזיע.
6. פראגע: קענען נישט-עלאַסטישע קאליזיעס פּאַסירן אין בלויז איין דימענסיע? ענטפער: ניין, נישט-עלאַסטישע קאליזיעס קענען פּאַסירן אין איין, צוויי, אדער דריי דימענסיעעס. די פּרינציפּן בלייבן די זעלבע, נאָר די וועקטאָר חשבונות ווערן מער קאָמפּליצירט.
7. פראגע: אין קאנטעקסט פון טיילכעל פיזיק, וואס איז א געווענליכע רעזולטאט פון נישט-עלאסטישע קאליזיעס? ענטפער: אין טיילכעל פיזיק, נישט-עלאסטישע קאליזיעס רעזולטירן אפט אין דער טראנספארמאציע פון די קאלידירנדע טיילכלעך אין אנדערע טיילכלעך.
8. פראגע: ווי אזוי קען מען באשטימען די מאס ענערגיע וואס גייט פארלוירן אין אן אומעלאסטישער קאליזיע? ענטפער: דורך אויסרעכענען דעם חילוק צווישן דער גאנצער אנפאנגס-קינעטישער ענערגיע און דער גאנצער ענדגילטיגער קינעטישער ענערגיע.
9. פראגע: פארוואס פארלעצן נישט נישט-עלאַסטישע קאליזיעס דעם געזעץ פון ענערגיע-קאנסערוואציע? ענטפער: ענערגיע איז נאך אלץ קאנסערווירט; עס ווערט נאר פארוואנדלט פון איין פארעם (קינעטיש) צו אנדערע (ווי היץ אדער קלאנג) אנשטאט צו בלייבן ריין אלס קינעטישע ענערגיע.
10. פראגע: זענען רוב רעאל-וועלט קאליזיעס נישט-עלאסטיש? ענטפער: יא, רוב רעאל-וועלט קאליזיעס זענען נישט-עלאסטיש ווייל עס איז טיפיש דא א געוויסע קאנווערזיע פון קינעטישע ענערגיע צו אנדערע פארמען.
11. פראגע: אין אן אומעלאַסטישער קאָליזיע, אויב צוויי אביעקטן קליבן זיך צוזאַמען, וואָס קען מען זאָגן וועגן זייער קאָמבינירטער גיכקייט? ענטפער: זייער קאָמבינירטער גיכקייט ווערט באַשטימט דורך דער קאָנסערוואַציע פון מאָמענטום. די צוויי אביעקטן וועלן זיך באַוועגן מיט אַ געמיינזאַמע גיכקייט נאָך דער קאָליזיע.
12. פראגע: ווי אזוי איז דער קאעפיציענט פון רעסטיטוציע פארבונדן מיט נישט-עלאסטישע קאליזיעס? ענטפער: דער קאעפיציענט פון רעסטיטוציע, באצייכנט אלס , מעסט די "שפרינגיקייט" פון א קאליזיע. פאר גאנץ נישט-עלאסטישע קאליזיעס, �=0 .
13. פראגע: פארוואס קען אן אומעלאַסטישע קאליזיע פראדוצירן קלאנג? ענטפער: די קאליזיע קען פאראורזאכן וויבראציעס אין די קאלידירנדע אביעקטן, וואס קענען פראדוצירן קלאנג כוואליעס אין די ארומיגע מעדיום.
14. פראגע: קען גראַוויטאַציאָנעלע פּאָטענציעלע ענערגיע זיין אַ פאַקטאָר אין נישט-עלאַסטישע קאָליזיעס? ענטפער: יאָ, ספּעציעל אויב די קאָליזיע רעזולטירט אין אַ ענדערונג אין הייך אָדער פּאָזיציע פון די אָביעקטן, וואָס קאָנווערטירט קינעטישע ענערגיע אין גראַוויטאַציאָנעלע פּאָטענציעלע ענערגיע.
15. פראגע: פארוואס גייען גומענע באַללס נישט דורך גאנץ נישט-עלאַסטישע קאָליזיעס, טראָץ דעם וואָס זיי זענען "שפּרינגען"? ענטפער: גומענע באַללס גייען דורך עלאַסטישע אָדער כּמעט-עלאַסטישע קאָליזיעס ווייל זיי טענד צו האַלטן אַ סך פון זייער קינעטישע ענערגיע און צוריקשפּרינגען. זיי קליבן זיך נישט צוזאַמען, וואָס וואָלט זיין כאַראַקטעריסטיש פֿאַר אַ גאנץ נישט-עלאַסטישער קאָליזיע.
16. פראגע: קענען צוויי ווייכע ליים באַללס ווייַזן אַ גאנץ נישט-עלאַסטיש קאָליזיע? ענטפער: יאָ, ווייַל ווען צוויי ווייכע ליים באַללס קאָלידירן, זיי טענד צו שטעקן צוזאַמען און נישט אָפּשפּרונג צוריק, וואָס איז כאַראַקטעריסטיש פון אַ גאנץ נישט-עלאַסטיש קאָליזיע.
17. פראגע: איז עס מעגלעך פאר אן אומעלאַסטישע קאליזיע צו פאסירן אן קיין גערויש אדער היץ דזשענעריישאַן? ענטפער: עס איז זעלטן, אבער מעגלעך. די ענערגיע קען ווערן פארשפרייט אין אנדערע סובטילע וועגן אדער געהאלטן ווי אינערלעכע פּאָטענציעלע ענערגיע.
18. פראגע: קען מען אומקערן נישט-עלאַסטישע קאליזיעס? ענטפער: בכלל, נישט-עלאַסטישע קאליזיעס זענען נישט אומקערלעך ווייל די קאנווערסיע פון קינעטישע ענערגיע צו אנדערע פארמען מאכט עס שווער צוריקצוגיין צום אנפאנגסשטאנד.
19. פראגע: ווי אזוי איז לופט קעגנשטאנד פארבונדן מיט נישט-עלאַסטישע קאליזיעס? ענטפער: לופט קעגנשטאנד קען מאכן קאליזיעס מער נישט-עלאַסטיש דורך פארשפּרייטן א טייל פון דער קינעטישער ענערגיע אלס היץ.
20. פראגע: האבן נישט-עלאַסטישע קאליזיעס אימפליקאציעס אין זיכערהייט דיזיינס, ווי למשל קאר קראַמפּל זאָנעס? ענטפער: יא, קראַמפּל זאָנעס אין קארס זענען דיזיינט צו דורכגיין נישט-עלאַסטישע קאליזיעס, אבזארבירנדיק קינעטישע ענערגיע און רעדוצירנדיק די כוחות וואס ווירקן אויף די פאסאזשירן.
נישט-עלאַסטישע קאָליזיעס שפּילן אַ וויכטיקע ראָלע אין פֿאַרשטיין די קאָנסערוואַציע געזעצן פֿון פֿיזיק און זענען אינטעגראַל אין פֿילע פּראַקטישע אַפּליקאַציעס און זיכערהייט דיזיינס.
