Ko se premikajoči predmet srečuje z nepremičnim predmetom enake mase, se nepremični predmet srečuje z večjo silo trka. Je to res ali ne? Zakaj?

Ko se premikajoči predmet srečuje z nepremičnim predmetom enake mase, se nepremični predmet srečuje z večjo silo trka. Je to res ali ne? Zakaj?
Anonim

V idealnem primeru "glave do glave" elastičnega trka materialnih točk, ki se pojavljajo v razmeroma kratkem času, je izjava napačna.

Ena sila, ki deluje na prej premikajoči se predmet, jo upočasni od začetne hitrosti # V # do hitrosti, ki je enaka nič, druga sila, ki je enaka prvi v velikosti, vendar nasprotna v smeri, ki deluje na prej stacionarni predmet, jo pospeši do hitrosti prej premikajočega se predmeta.

V praksi moramo upoštevati številne dejavnike. Prvi je elastičen ali neelastičen trk. Če je neelastičen, zakon ohranjanja kinetične energije ni več uporaben, ker se del te energije pretvori v notranjo energijo molekul obeh trkov in povzroči njihovo segrevanje.

Količina energije, ki se tako pretvori v toploto, pomembno vpliva na silo, ki povzroča premik stacionarnega predmeta, ki je zelo odvisen od stopnje elastičnosti in ga ni mogoče količinsko opredeliti brez predpostavke o predmetih, materialu, iz katerega so izdelani, obliki itd.

Poglejmo enostaven primer skoraj elastičnega trka "od glave do glave" (ni absolutno elastičnih trkov) enega predmeta mase # M # ki se premika s hitrostjo # V # s stacionarnim predmetom iste mase. Zakoni ohranjanja kinetične energije in linearnega momenta omogočajo natančno izračunavanje hitrosti # V_1 # in # V_2 # obeh predmetov po elastičnem trku:

# MV ^ 2 = MV_1 ^ 2 + MV_2 ^ 2 #

#MV = MV_1 + MV_2 #

Preklic mase # M #, dvignemo drugo enačbo na moč 2 in odštejemo iz rezultata prvo enačbo, dobimo

# 2V_1V_2 = 0 #

Zato je rešitev tega sistema dveh enačb z dvema neznanima hitrostma # V_1 # in # V_2 # je

# V_1 = V # in # V_2 = 0 #

Druga algebraično pravilna rešitev # V_1 = 0 # in # V_2 = V # odstraniti, ker fizično pomeni, da premikajoči se predmet gre skozi mirujoč.

Ker se predhodno premikajoči predmet upočasni # V # do #0# v istem času kot predhodni nepremični predmet #0# do # V #obe sili, ki delujeta na te objekte, sta enaki po velikosti in nasprotni smeri.