اختر نظاماً معزولاً خلال التصادم القصير. وبإهمال الدفع الخارجي، احفظ الزخم الكلي بشكل منفصل في كل محور ديكارتي. إذا التصقت كتلتا m1 و m2، فإن سرعتهما المشتركة هي (m1 v1+m2 v2)/(m1+m2). احسب المقدار فقط بعد جمع المتجهات. الطاقة الحركية الابتدائية هي مجموع ½m|v|² لكل منهما؛ أما الطاقة الحركية النهائية فتُحسب باستخدام الكتلة الكلية والسرعة المشتركة. fark بينهما يتحول إلى طاقة داخلية أو تشوه، وليس زخماً مفقوداً. التصادم غير المرن تماماً يعني الالتصاق، وليس السكون النهائي.
10.3
استخدم العلاقة الحاكمة
نظرية الشغل-الطاقة ΔK=∫F·dr تستخدم المحصلة على طول الإزاحة. ولقوة ثابتة موازية للإزاحة مسافة s، يكون ΔK=Fs. مضاعبة السرعة تربيع الطاقة الحركية. حفظ الطاقة الميكانيكية هو statement مستقل يتطلب عدم وجود شغل غير محافظ محسوب خطأ. عند إزاحة نابض x، تكون U=½kx². تحت نفس القوة المطبقة F، يكون الامتداد الاتزاني F/k والطاقة المخزنة F²/(2k): فالنابض الأكثر صلابة يتمدد أقل ويخزن طاقة أقل. ولكن تحت نفس الإزاحة، يخزن أكثر. حدد أي شرط هو المثبت.
10.4
طبق الشروط
قريباً من نقطة اتزان مستقرة x0، قم بتوسيع U≈U(x0)+½U″(x0)(x−x0)²؛ حيث الصلابة الفعالة موجبة U″(x0). تتحرك الجسيم حسب m xddot=−k_eff(x−x0)، بتردد زاوي ω=sqrt(k_eff/m) ودورة 2π/ω. يتبع البندول البسيط θddot+(g/L)sinθ=0. للزوايا الصغيرة sinθ≈θ، إذن T=2πsqrt(L/g). يفسر هذا التقريب مقياس الدورة-الطول؛ لكن السعات الكبيرة تتطلب تصحيحاً، وتختلّ الكتلة للبندول المثالي.
10.5
تحقق من النتيجة
للمذبذب التوافقي غير المضمور، الطاقة الكلية ½m v²+½kx²=½kA². عند نقطة الاتزان تكون كل طاقته حركية؛ وعند نقطة الانعكاس تكون سرعته صفراً وكل طاقته كامنة. التردد الزاوي ليس التردد العادي: ω=2πf. إذا كان للمذبذب نفسه سرعة اتزانية قصوى vmax، فإن A=vmax/ω. فرّق بين اللحظة التي تُقاس فيها السرعة والإزاحة الأولية للإطلاق، واحفظ الوحدات SI عند طلب إجابة بالميلي جول.