התנגשויות אלסטיות ולא-אלסטיות
הוצג| English | משמעות |
|---|---|
| elastic collision/ɪˈlæstɪk kəˈlɪʒn/ | התנגשות אלסטית |
| inelastic collision/ɪnɪˈlæstɪk kəˈlɪʒn/ | התנגשות לא-אלסטית |
כדורי "קליק-קלאק" לעומת גוש לחם
- הנח כדור פלדה על מכשיר ניוטון והוא יקליק בחריפות — האנרגיה תקפו לאורך המכשיר עם אובדן מועט מאוד.
- השלך גוש לחם לקיר והוא פשוט... ייטשטש, ולא יזוז משם.
- שניהם עוקבים אחרי שימור התנע, אך הם מתנהגים בצורה שונה מאוד באנרגיה קinetית.
- סיווג ההתנגשויות לפי מה שקורה לאנרגיה הקינטית הוא הרעיון הגדול האחרון בתחום התנע.
התנגשויות אלסטיות שומרות אנרגיה קינטית
- בהתנגשות אלסטית, גם האנרגיה הקינטית הכוללה וגם התנע נשמרים.
- הגופים קופצים הרחק זה מזה ללא אובדן אנרגיה לחום או לקול.
- התנגשויות אלסטיות מושלמות הן אידיאליזציה — מולקולות גז מתקרבות זו לזו.
- גם $\sum p$ וגם $\sum E_k$ נשארים זהים לפני ואחרי ההתנגשות.
בהתנגשות אלסטית, איזה גודל שמר על ערכו בנוסף לתנע?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
התנגשות אלסטית שומרת גם על אנרגיה קינטית וגם על תנע.
התנגשויות לא-אלסטיות מאבדות אנרגיה קינטית
- בהתנגשות לא-אלסטית, תנע נשמר אך אנרגיה קינטית אינה נשמרת.
- האנרגיה הקינטית "האבודה" הופכת לחום, קול ועיוות.
- התנגשות לא-אלסטית מושלמת היא המקרה הקיצוני: החפצים נדבקים זה לזה.
- רוב ההתנגשויות המציאותיות היומיומיות (רכבים, חומר דביק, שחיקות) הן לא-אלסטיות.
הפעל התנגשות
שנה את המסות והמהירויות, הפעל את ההתנגשות, והשוו בין האנרגיה הקינטית לפני ואחרי.
בהתנגשות אי-גמישה מושלמת, האובייקטים ____ יחד.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
התנגשות אי-גמישה מושלמת כרוכה בידבקות האובייקטים יחד ותנועה משותפת כגוף אחד.
בחרו את כל ההצהרות הנכונות לגבי התנגשויות.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
התנגשות גמישה שומרת על א.ק; כל ההתנגשויות המבודדות שומרות על תנע; אי-גמישה מושלמת פירושה הדבקה. התנגשויות אי-גמישות לא שומרות על א.ק.
תנע תמיד נשמר — האנרגיה היא הבדיקה
- תנע נשמר בכל התנגשות, אלסטית או לא (בתנאי מערכת מבודדת).
- אנרגיה קינטית היא הקו המפריד: נשמרת ⇒ אלסטית, אבודה ⇒ לא-אלסטית.
- כדי לסווג התנגשות, השוו את סך האנרגיה הקינטית לפני ואחרי.
- לעולם אל תניחו שהאנרגיה הקינטית נשמרת אלא אם כן ציינה ההתנגשות כאלסטית.
תנע נשמר בהתנגשויות גמישות ובאי-גמישות (למערכת מבודדת).
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
תנע תמיד נשמר בהתנגשות מבודדת. אנרגיה קינטית היא הגודל המבדיל בין שני הסוגים.
התנגשות שומרת על התנע הכולל זהה אך האנרגיה הקינטית הכוללת יורדת. זו:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
תנע נשמר אך א.ק אבדה ⇒ התנגשות אי-גמישה (הא.ק החסרה הפכה לחום).
אל תניחו שהאנרגיה הקינטית נשמרת בהתנגשות. תנע תמיד נשמר (מערכת מבודדת), אך האנרגיה הקינטית נשמרת רק בהתנגשות אלסטית. בהתנגשות לא-אלסטית, חלק מהאנרגיה הקינטית הופכת לחום — גם אם התנע נשאר ללא שינוי.
מכונית $2\ \text{kg}$ במהירות $3\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$ נדבקת למכונית $1\ \text{kg}$ בשקט; יחד הן נעות במהירות $2\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$. כמה אנרגיה קינטית אבדה, בג'אול?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
א.ק לפני $= \tfrac12(2)(9) = 9\ \text{J}$; אחרי $= \tfrac12(3)(4) = 6\ \text{J}$. אבד $= 9 - 6 = 3\ \text{J}$.
קרונות הדבוקים מהשיעור האחרון: $2\ \text{kg}$ במהירות $3\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$ פוגע בקרון $1\ \text{kg}$ בשקט, ומסתיים במהירות $2\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$ יחד.
- האנרגיה הקינטית לפני $= \tfrac12(2)(3^2) = 9\ \text{J}$.
- האנרגיה הקינטית אחרי $= \tfrac12(3)(2^2) = 6\ \text{J}$.
$3\ \text{J}$ אבד לחום — לכן זוהי התנגשות לא-אלסטית, כצפוי בדבק.
תנע נשמר בכל ההתנגשויות. בהתנגשות אלסטית, גם האנרגיה הקינטית נשמרת (חפצים קופצים). בהתנגשות לא-אלסטית, חלק מהאנרגיה הקינטית הופכת לחום; בהתנגשות לא-אלסטית מושלמת, החפצים נדבקים זה לזה. השוו את סך האנרגיה הקינטית כדי לסווג.