התנגשויות אלסטיות ולא-אלסטיות
הוצג| English | משמעות |
|---|---|
| elastic collision/ɪˈlæstɪk kəˈlɪʒn/ | התנגשות אלסטית |
| inelastic collision/ɪnɪˈlæstɪk kəˈlɪʒn/ | התנגשות לא אלסטית |
| perfectly inelastic collision/ˈpɜːfektlɪ ɪnɪˈlæstɪk kəˈlɪʒn/ | התנגשות לא אלסטית מלאה |
| energy lost/ˈenədʒi lɒst/ | אנרגיה אבודה |
כדורי pool לעומת חימר
- שני כדורי pool נדחים זה מזה ושניהם ממשיכים לגלגל בקצב מהיר.
- שתי גושות חימר נפגשות ומתעצרות לחלוטין, נדבקות זו לזו כגוש אחד.
- שניהם מקיימים את אותה חוק שימור המומנטום – אך מרגישים שונה לחלוטין.
- ההבדל טמון במה שקורה ל-אנרגיה.
מומנטום כן, אנרגיה אולי
- המומנטום נשמר בכל התנגשות – תמיד.
- אנרגיה קינטית לא נשמר תמיד – חלק ממנה יכול להפוך לחום, קול או חריצים.
- ההבדל היחיד הזה מחלק התנגשויות לשתי משפחות.
תנע נשמר בכל התנגשות, אלסטית או לא.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
כן – תנע תמיד נשמר (ב absence של כוח חיצוני נטו). רק אנרגיה קינטית עשויה להישמר או לא.
התנגשות אלסטית מול אי-אלסטית
- בהתנגשות אלסטית נשמר גם אנרגיה קינטית (אידיאלית, כמו כדורים קשים).
- בהתנגשות אי-אלסטית אובדת חלק מהאנרגיה הקינטית לצורות אחרות.
- רוב ההתנגשויות האמיתיות הן לפחות מעט אי-אלסטיות.
בתוך אילו התנגשות נשמרת אנרגיה קינטית?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
רק התנגשות אלסטית שומרת על אנרגיה קינטית. עם זאת, תנע נשמר בכל ההתנגשויות.
בחרו את כל ההצהרות הנכונות לגבי התנגשויות.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
תנע תמיד נשמר; אנרגיה קינטית נשמרת רק כאשר ההתנגשות אלסטית.
התנגשות אי-אלסטית מוחלטת
- התנגשות אי-אלסטית מוחלטת היא המקרה הקיצוני: הגופים נדבקים זה לזה וממשיכים לנוע במהירות משותפת אחת.
- שימור תנע בלבד מספיק כדי למצוא את המהירות הסופית.
- גושי החומר הדביק הם הדוגמה הקלאסית.
אלסטית או לא-אלסטית?
תנע תמיד נשמר, אך אנרגיה קינטית אינה כזו. סדרו כל התנגשות בהתאם.
עגלה בעלת מסה $3\ \text{kg}$ במהירות $4\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$ נתפסת לעגלה נייחת בעלת מסה $1\ \text{kg}$. מהי המהירות המשותפת שלהן לאחר מכן (במטר לשנייה)?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
$3(4) = (3 + 1)v_f$, ולכן $v_f = 12/4 = 3\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$.
התנגשות שבה הגופים נצמדים זה לזה מכונה ____ מושלמת.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
בהתנגשות לא-אלסטית מושלמת הגופים נעים ביחד במהירות משותפת אחת.
מציאת האנרגיה שאבדה
- השוו בין האנרגיה הקינטית הכוללת לפני ואחרי ההתנגשות.
- כל ירידה היא ה-אנרגיה שאבדה -- שהועברה לחום, קול או לעיוות.
- בהתנגשות אי-אלסטית מוחלטת אובדן זה הוא הגדול ביותר.
לפני ההתנגשות האנרגיה הקינטית הכוללת היא $20\ \text{J}$; לאחר מכן היא $14\ \text{J}$. כמה אנרגיה אבדה (בג'ול)?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
אנרגיה אבודה $= 20 - 14 = 6\ \text{J}$, שהופכת לחום, קול או עיוות.
מכונית $2\ \text{kg}$ במהירות $3\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$ פוגעת במכונית נייחת $4\ \text{kg}$ והיא נדבקת אליה.
- תנע: $2(3) = (2 + 4)v_f$, ולכן $v_f = 1\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$.
- אנרגיה קינטית לפני $= \tfrac{1}{2}(2)(9) = 9\ \text{J}$; לאחר $= \tfrac{1}{2}(6)(1) = 3\ \text{J}$ -- ולכן $6\ \text{J}$ אבדו לחום.
לעולם אל תניחו שמירה על אנרגיה קינטית אלא אם כן ההתנגשות מוגדרת כאלסטית. השימוש בחוק שימור האנרגיה בהתנגשות אי-אלסטית מוביל לתשובה שגויה -- תנע הוא החוק שעומד תמיד בראשו.
תנע נשמר בכל התנגשות; אנרגיה קינטית רק בהתנגשות אלסטית. בהתנגשות אי-אלסטית אובדת חלק מהאנרגיה; בהתנגשות אי-אלסטית מוחלטת (גופים נדבקים זה לזה) אובדת הכי הרבה. השוו אנרגיה קינטית לפני ואחרי כדי למצוא את האנרגיה שאבדה לחום ולקול.