Egy nagy tömeg hogy tudja átadni a mozgási energiáját egy kis tömegű tárgynak?

Szerepeltek már az ütközések fizika órán?

Oldottál már meg ilyen típusú feladatokat?

Adott

* m1, m2, v1, v2 (tömegek és sebességek),

* valami q ütközési állandó (hogy hányszorosára csökken a mozgási energia),

* feltesszük hogy az ütközés centrális (például sínen mozog a két ütközõ tárgy)

--> számold ki az ütközés után a tárgyak sebességét!

Ilyen volt már? 9. osztály anyaga.

Én azt mondanám hogy ha a nagy ágyúgolyó 1000 km/h-vel ütközik a puskagolyóba, akkor maximum 2000 km/h-re gyorsíthatja azt fel. Tovább már nem, 3000 km/h-ra már nem, semmilyen gumis vagy rugós szerkezetet ha rárakunk az elejére akkor sem.

Az ütközésre felírt két egyenletbõl (impulzusmegmaradás, mechanikai energia mérleg) adódhat ez a korlát, fizikai oka nem hiszem hogy lenne.

Tehát azt hiszem hogy a relatív sebességük osztódik újra fel (ez jön ki a matematikai megfontolások alapján), és nem az abszolút sebességük a korlát (amit az 1. válasz írt), sem pedig tetszõlegesen nagy sebességek nem léphetnek fel (amit a 3-7 válaszoló gondol).

De nagyon nem vagyok biztos benne, jól összezagyváltam magamat.

Szóval az a sejtésem hogy a tömegközepponti rendszerbõl nézve a testek sebessége ütközés után nem nõhet.

Picit aggasztó, hogy nem igazán látom sehol így kimondva. (Wikipedia, sulinet, meg akiket még ad a google)

Másik sejtésem például az, hogy ha egy mozó nagy tárgy ütközik egy kisebb, álló tárgyba, akkor a nagy tárgy nem pattanhat vissza.

Nem fizikai, hanem bizonyos matematikai egyenlõtlenségeket sejtek ezek mögött.

(A sejtésem apropója pedig az, amit a #1 válasz is ír: soha nem láttam még olyat, hogy megdobok egy sziklát egy kis kaviccsal, és, a kis kavics nagyon durván visszapattan, többszörös sebességgel. Nem csak kis kaviccsal, de, trükkös rugós szerkezettel sem. Biztosan tudnék róla ha létezne ilyen.)

dq, jók a sejtéseid. Mármint bizonyíthatók és helyesek.

Tömegközépponti rendszerben, azaz ha a tömegközéppont áll, akkor a tökéletesen rugalmas ütközés:

mindkét test ugyanolyan sebességgel távolodik, ahogy érkezett, de ellentétes irányba. (Nem feltétlenül az érkezéssel ellentétesen - nem középpontos ütközés -, de egymás sebességéhez képest ellentétesen) Ekkor az impulzus (=0, mert a tömegközéppont áll) és a mozgási energia is megmarad.

A tökéletesen rugalmatlan pedig, amikor a tömegközéppontban megállnak ütközés után. Ekkor a mozgási energia elvész, csak a (nulla) impulzus marad meg.

A Galilei-féle relativitási elv miatt minden ugyanúgy játszódik le, ha egyenletesen haladó vonatkoztatási rendszerből nézzük, azaz bármilyen ütközés vehető úgy, hogy tömegközépponti ütközés + EVEM. (egyenes vonalú egyenletes mozgás). Utóbbi ütközés előtt és után is hozzáadandó a sebességekhez, vektorosan.

Más: érdekes, hogy a kis tömeg se tudja jól átadni a mozgási energiáját a nagy tömegű tárgynak. Ezért jó neutronlassítók a viszonylag kis tömegű magok (hidrogén, deutérium, szén), és rosszul lassítanak a nehéz magok (urán, ólom, plutónium, stb.)

Látom sok hozzá nem értő van itt...

"Általában a nagy tömeggel rendelkező tárgy tovább fog haladni, hiszen teljesen nem tudja átadni az energiáját a kis tömegű tárgynak."

Mindenekelőtt tisztáznunk kell, hogy hogyan modellezzük a rendszert!

Mivel teljes energiaátadásról beszélünk, ezért nyílvánvalóan csak olyan ütközések jöhetnek szóba, ahol az ütközési szám k=1. Ellenkező esetben disszipációval kell számolnunk, ami az eredeti feltevésnek ellentmond.

Mivel az impulzustételnek is telsjesülni kell ilyen esetben (tökéletesen rugalmas ütközés) ezért triviális, hogy ütközés után a testek impulzusa megváltozik. (Remélem mondanom sem kell, hogy vektrokat értünk impulzus alatt...).

Az eredeti kérdés tárgya tehát lényegében megfontolni, hogy adott m1, m2, és v1, v2 sebességek mellett létezhet -e olyan u1 és u2 sebesség, amelyre teljesül, hogy u2=0, feltéve, hogy u1 zérustól különböző.

Tessék elvégezni a számításokat, korrekt módon felírni az energiamegmaradást és az impulzusmegmaradást.

Abból fog látszani, hogy mi miért van. Ami ettől különböző, az mind csak felesleges rizsa!

Márpedig a fizika matematikára épül...