Zderzenia niesprężyste - zadania cz.2
Aby obliczyć jakiekolwiek zadanie ze zderzeń niesprężystych trzeba najpierw wiedzieć co to jest pęd, a potem zasada zachowania pędu i jak można z niej korzystać. Bez tego nic nie zrobimy. Nie mam zamiaru się tutaj „doktoryzować” właśnie z tej zasady, ale kilka rzeczy warto tutaj powiedzieć.
Zaczniemy od pędu.
Pęd: jest to wektor i otrzymujemy go mnożąc masę z prędkością ciała.
Jak wymnożymy masę z szybkością to otrzymamy wartość pędu (długość wektora). Teraz
szybkie zadanie porównawcze. Co ma większą wartość pędu: kula pistoletu o masie 20g poruszająca się z szybkością 340m/s czy może samochód o masie 1,5t jadący z szybkością 10m/s? Zerknij poniżej:
Kula
p=0,020kg*340m/s=6,8kg*kg*m/s
Samochód
p=1500kg*10m/s=15000kg*m/s
Pęd samochodu jest dużo większy niż pęd pocisku wystrzelonego z pistoletu. Jesteś zaskoczony tym wynikiem? Każdy słysząc o pocisku pistoletu od razu ma skojarzenia, że jest śmiercionośny, bardzo szybki itd. A tu proszę, jego pęd jest dużo mniejszy niż pęd zwykłego samochodu.
Powiedziałbym, że pęd mówi raczej o zdolności poruszającego się obiektu do poruszania, przewracania innych obiektów. Kula choć ma bardzo dużą szybkość to przez to, że ma niewielką masę jej pęd jest niewielki. Wystrzelony pocisk z pistoletu na pewno nie przewróciłby dorosłego człowieka gdyby miał na sobie założoną kamizelkę kuloodporną. Co innego samochód. Nawet jadąc wolniej nie pozostawiłby człowieka na swoim miejscu.
Co to jest pęd to już wiesz, a teraz co to jest zasada zachowania pędu.
Zasada zachowania pędu: Ta zasada mówi o tym, że pędy obu ciał można do siebie dodawać. Żeby to zrozumieć wyobraź sobie taką sytuację, że ty i kolega rzucacie kulkami plastelinowymi. W pewnym momencie obie kulki się zderzyły i przykleiły do siebie. Po ich zderzeniu całkowity pęd układu jest sumą pędu jednej i drugiej kulki przed zderzeniem.
Myślę, że już jesteśmy gotowi do obliczenia jakiegoś zadania.
Treść zadania: Określ prędkość kul po zderzeniu niesprężystym, jeśli masa jednej jest równa 9kg, a masa drugiej jest równa 3kg. Prędkość kuli pierwszej wynosi [6,0]m/s, a prędkość kuli drugiej wynosi [0,-9]m/s.
Zacznijmy od zobrazowania tego zjawiska fizycznego.
Mamy do czynienia ze zderzeniem niesprężystym, czyli kulki po zderzeniu zlepiają się. W takich zderzeniach swobodnie możemy korzystać z zasady zachowania pędu. Zgodnie z tą zasadą pędy obu kulek po zderzeniu się sumują.
Pęd to nic innego jak masa razy prędkość.
Z tego równania już doskonale widać, że po lewej stornie mamy to co mamy obliczyć w tym zadaniu , czyli prędkość układu po zderzeniu.
Mieliśmy obliczyć prędkość także to jest koniec zadania, ale czasem możesz mieć polecenie żeby obliczyć nie prędkość tylko wartość prędkości. W takiej sytuacji wystarczyłoby tylko każdą współrzędną prędkości podnieść do kwadratu i spierwiastkować tak jak poniżej.
To zadanie znajdziesz na moim kanale Youtube. Zapraszam do subskrybowania :)
https://www.youtube.com/watch?v=1-BAPT1huZM
Dużo dużo więcej zadań z tej tematyki znajdzieszu mnie w kursie online