Công, năng lượng, công suất và va chạm
Đã giới thiệu| English | Ý nghĩa |
|---|---|
| coefficient of restitution/ˌkəʊɪˈfɪʃənt ɒv rɪstɪˈtjuːʃn/ | hệ số phục hồi |
bounced chậm hơn nói lên điều gì?
- Một quả bóng nảy sau khi va chạm vào tường có vận tốc giảm. Động lượng và động năng trả lời cho những khía cạnh khác nhau của câu chuyện va chạm.
- Bài học này nghiên cứu hệ số phục hồi: Tỷ lệ giữa vận tốc tách rời tương đối so với vận tốc tiếp cận tương đối dọc theo đường va chạm.
Chọn cấu trúc toán học
- Công là lực nhân với độ dịch chuyển theo phương của nó. Động năng là mv²/2 và thế năng hấp dẫn là mgh. Động lượng được bảo toàn trong va chạm cô lập; hệ số phục hồi cho mối quan hệ về vận tốc tương đối, chứ không phải sự bảo toàn động năng.
- Nêu rõ các đầu vào và đơn vị được phép trước khi tính toán. Một phương trình nên biểu diễn mối quan hệ, chứ không chỉ ghi lại một lần nhập liệu trên máy tính.
Trong va chạm không đàn hồi, đại lượng nào vẫn được bảo toàn?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Bảo toàn động lượng xuất phát từ việc các lực va chạm là nội lực. Động năng thường bị hao hụt do biến dạng, âm thanh và nhiệt, trừ khi va chạm hoàn toàn đàn hồi (e=1).
Làm qua một trường hợp đã kiểm tra
- Kiểm tra kết quả so với các lượng ban đầu. Thay thế vào mối quan hệ gốc, hoặc so sánh đồ thị và câu trả lời số học khi phù hợp.
Một hạt khối lượng 2 kg chuyển động với vận tốc 6 m/s có động năng 2×6²/2=36 J. Nếu một lực cản không đổi 3 N làm dừng nó lại, công=3s=36, suy ra s=12 m. Va chạm vào tường với vận tốc tiếp cận 5 và e=0.6 có vận tốc nảy lại 3 m/s theo hướng ngược lại.
Công, năng lượng, công suất và va chạm
Công là lực nhân với độ dịch chuyển theo phương của lực đó.
So sánh mô hình với ví dụ đã giải thích và giải thích một sự thay đổi.
Tìm động năng cho m=2 kg, v=6 m/s.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Động năng=mv²/2=2×36/2=36 J.
Thử một cách tắt hấp dẫn
- Bảo toàn động lượng chỉ khi xung lực ngoài có thể bỏ qua. Động năng thường bị mất trong va chạm không đàn hồi. Công suất là tốc độ truyền năng lượng, không phải lượng năng lượng.
- Khi một cách tắt thất bại, hãy xác định giả thiết mà nó vi phạm. Giữ nguyên giá trị chính xác cho đến khi làm tròn cuối cùng theo yêu cầu.
Mọi va chạm đều bảo toàn động năng. Tuyên bố này sai. Hãy giải thích định nghĩa hoặc giả thiết nào mà nó vi phạm.
Một lực cản 3 N tiêu thụ 36 J. Tìm quãng đường dừng lại.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Lực cản tiêu thụ 3 J trên mỗi mét: quãng đường=36/3=12 m.
Mọi va chạm đều bảo toàn động năng.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Chỉ bảo toàn động lượng khi xung ngoại lực bỏ được. Động năng thường bị mất trong va chạm không đàn hồi. Công suất là tốc độ truyền năng lượng, không phải lượng năng lượng.
Giải thích tình huống mới
- Quy ước dấu hướng trước khi viết phương trình va chạm. Đối với bài toán chuyển động liên kết, chọn cả hệ làm đối tượng phân tích năng lượng khi lực căng bên trong triệt tiêu; tính riêng công của lực ma sát.
- Một lời giải đầy đủ đưa ra kết quả toán học và giải thích ý nghĩa của nó. Kiểm tra xem điều đó có khả thi trong ngữ cảnh đã nêu hay không.
Tìm vận tốc nảy từ tường khi vận tốc tới là 5 m/s và e=0.6.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Đối với tường cố định, vận tốc nảy=e×vận tốc tới=0.6×5=3 m/s.
Ghép mỗi đại lượng năng lượng với biểu thức của nó.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Công truyền năng lượng giữa các kho; động năng phụ thuộc vào v², còn động lượng - một đại lượng vector - tuân theo quy luật bảo toàn riêng trong va chạm.
Sử dụng trong khóa học của bạn
- Toán nâng cao IAL Edexcel; đơn vị chính thức M2. Việc làm giàu nội dung từ các đơn vị khác được xác định trong phạm vi xem xét; nó không phải là yêu cầu thanh toán bổ sung.
- Trình bày phương pháp trước đáp án cuối cùng, và tuân thủ quy tắc sử dụng máy tính cũng như công thức trong đề thi. Xem xét lại câu trả lời sai bằng cách tìm bước đầu tiên vi phạm.
Tỷ số giữa vận tốc tách rời tương đối và vận tốc tiếp cận tương đối dọc theo đường va chạm. Chọn mối quan hệ, trình bày phương pháp, kiểm tra các giả thiết và diễn giải kết quả.