Rugalmas ütközés. Mi a megfejtés?
A mai fizika órán felvetődött a rugalmas ütközés téma, amit -tudom, hogy nem a legjobb példa-, de egy ping-pong labdával és ütővel szemléltettünk. A kérdés: Ha a labda 10 m/s-sel közeledik az ütőhöz, az ütő pedig 5 m/s-sel közeledik a labdához és ütközésük tökéletesen rugalmas, akkor mekkora lesz a labda sebessége az ütközést követően?
Én nyitott vagyok minden válaszra, ami kellően jól le van vezetve. Én 15 m/s-ot mondtam volna, de a válsz elméletileg 20 m/s. Miért? Mármint azt mondták hogy egymáshoz viszonyított sebességüknek ugyanakkorának kell lennie és 5+10=20-5, amit értek én de miért kéne így lennie?
Elég hosszú volt, de úgy érzem hogy ezt ki kellett fejtenem ennyire, nehogy valaki máshogy értelmezze a kérdést. :)
Szia.
Kiszámoltam neked képletekkel úgy, hogy az ütő folytatja az 5m/s os sebességet, abba az irányba, amerre haladt, és 10m/s jött ki eredményül a labdának ellentétes irányba, mint amerről jött...Elvileg egymással szemben történő rugalmas ütközésnél ez a képlet használható.
m1*v1-m2*v2=m1*u1+m2*u2
ahol az 1 es játékosnak a labdát vettem, kettesnek az ütőt, és az "u" betűk pedig az ütközés utáni sebességek. Továbbá az energiájukkal kapcsolatos képletet is felírtam.
1/2m1*v1^2+1/2m2*v2^2=1/2m1*u1^2+1/2m2*u2^2
a kettő képletből kis cselezéssel variáltam ki a megoldást, és -10m/s jött ki az u1 re, de mivel pozitívra vettem a labda sebességét az elején, ezért a negatív sebesség azt jelenti, hogy visszafelé fog haladni.
Lehet aztán valamit benéztem, ha így van, majd valaki jön és kijavít.
üdv
27/F
LastOne.Left
ha pedig úgy veszem, hogy az ütő az ütközés pillanatában megáll, akkor 15m/s lesz a sebessége a lasztinak ellentétes irányba, mint amerről jött.
üdv
27/F
LastOne.Left
Kedves utolsó.
Kérlek ne érts félre, de az egymással szemben való rugalmas ütközésnél is érvényes, amit írsz?
üdv
27/F
LastOne.Left
Akkor ezek szerint, ha repül egy pingpong labda 5m/s sebességgel x irányba, és utoléri a pingpong ütő 10 m/s sebességgel, és létrejön egy rugalmas ütközés, akkor a labda sebessége nem fog változni, ha a pingpong ütő tovább folytatja a 10m/s os sebességgel való haladást, hiszen az egymáshoz viszonyított sebességük megmarad?!
üdv
27/F
LastOne.Left
köszi a választ, figyelmetlenségemből adódóan nem jött át, amiről szó volt, de most újra leellenőrizve a törvényeket, okés a dolog.
Kérdező:
Az impulzus és energiamegmaradás miatt történik az, amit írt a kedves válaszoló. "v" az ütk. előtti sebesség, "u" az ütk. utáni.
Impulzus:
m1*v1+m2*v2=m1*u1+m2*u2
Energia:
1/2m1*v1^2+1/2m2*v2^2=1/2m1*u1^2+1/2m2*u2^2
Az energiamegmaradás 2 vel való szorzás után így is felírható:
m1*v1^2+m2*v2^2=m1*u1^2+m2*u2^2
Rendezzük az egyenleteket úgy, hogy az azonos tömegek egy oldalra kerüljenek
Impulzus:
m1*v1-m1*u1=m2*u2-m2*v2
Energia:
m1*v1^2-m1*u1^2=m2*u2^2-m2*v2^2
kiemeljük az "m" eket.
m1*(v1-u1)=m2*(u2-v2)
m1*(v1^2-u1^2)=m2*(u2^2-v2^2)
a felső egyenlettel elosztjuk az alsót, és ezt kapjuk:
(v1^2-u1^2)/(v1-u1)=(u2^2-v2^2)/(u2-v2)
észrevesszük, hogy egy azonossággal van dolgunk.
(v1+u1)*(v1-u1)/(v1-u1)=(u2+v2)*(u2-v2)/(u2-v2)
egyszerűsítünk, és ez marad.
v1+u1=u2+v2
v1-v2=u2-u1
Ha pedig beírjuk az adatokat a kérdésedben szereplő példába, akkor így néz ki a dolog.
v1/u1=ütő sebessége
v2/u2=labda sebessége
mivel a labda az ütő felé halad, és az ütő sebességét vesszük pozitívnak, ezért a labda sebessége negatív előjelű lesz.
tehát:
5m/s-(-10m/s)=u2-5m/s
15m/s=u2-5/ms
20m/s=u2
üdv
27/F
LastOne.Left
Kapcsolódó kérdések:
Minden jog fenntartva © 2024, www.gyakorikerdesek.hu
GYIK | Szabályzat | Jogi nyilatkozat | Adatvédelem | Cookie beállítások | WebMinute Kft. | Facebook | Kapcsolat: info(kukac)gyakorikerdesek.hu
Ha kifogással szeretne élni valamely tartalommal kapcsolatban, kérjük jelezze e-mailes elérhetőségünkön!