Word kinetiese energie bewaar in 'n elastiese botsing: hoekom, wanneer en gedetailleerde feite en algemene vrae


Wanneer elkeen van die stelsels na die botsing dieselfde bly as wat dit voorheen was, staan ​​dit bekend as 'n elastiese botsing.

Die definisie van die elastiese botsing self roep uit dat die kinetiese energie en die momentum van 'n liggaam bewaar word na die botsing. Dit beteken dat die kinetiese energie en momentum identies sal wees voor en na die botsing.

Hierdie artikel sal probeer om die vraag 'Word kinetiese energie bewaar in 'n elastiese botsing?' deur te verstaan ​​hoekom en wanneer dit bewaar word.

Om die verskil tussen te herken kinetiese energie en potensiaal energie, kom ons kyk na hul definisies.

Kinetiese energie – dit is die energie wat 'n liggaam het wanneer dit in beweging is.

Potensiële energie – dit is die energie wat 'n liggaam het wanneer dit in rus is. Dit staan ​​ook bekend as gestoorde energie.

Waarom word kinetiese energie in 'n elastiese botsing bewaar?

In 'n elastiese botsing, is daar geen verminking in die botsende voorwerpe nie.

As twee voorwerpe bots en onveranderlik vervorm word, staan ​​dit bekend as 'n onelastiese botsing. Maar as die voorwerpe terugkeer na hul oorspronklike vorm en grootte, staan ​​die vervorming bekend as Elastiese Botsing.

In 'n elastiese botsing vind die vervorming net vir 'n fraksie van sekondes plaas terwyl die voorwerpe bots sodra die botsing verby is, verander die voorwerpe in hul natuurlike vorm en grootte.

Geen botsing is 100% elasties nie. Daar gaan op enige manier 'n bietjie energie verlore. Maar hierdie verlies is buitengewoon gering dat dit afgeskeep kan word. Ideale elastiese botsings bestaan ​​slegs in teorieë.

Gestel byvoorbeeld twee balle met massa M1 en M2 beweeg na mekaar toe met snelhede U1 en jy2, onderskeidelik. Hulle slaan en terugspring in 'n ander rigting met snelhede V1 En v2, onderskeidelik. Geen verlies aan energie is in hierdie reaksie waargeneem nie.

As een reaktant sy momentum of kinetiese energie verloor, sal die ander voorwerp dieselfde hoeveelheid momentum of kinetiese energie kry. Dus, die totale hoeveelheid kinetiese energie en momentum van die stelsel sal bly soos dit is, en daarom word gesê dat die kinetiese energie en momentum behoue ​​bly.

Nie net is kinetiese energie bewaar in 'n elastiese botsing, maar momentum word ook in hierdie reaksie bewaar.

Daarom word die vergelyking vir die behoud van momentum gegee as:

M1U1 + M.2U2 = M.1V1 + M.2V2

waar,M1 en M2 = Massas van voorwerp 1 en voorwerp 2, onderskeidelik.
 U1 en jy2 = Aanvangsnelhede (voor botsing) van onderskeidelik voorwerp 1 en voorwerp 2.
 V1 En v2 = Eindsnelhede (na botsing) van onderskeidelik voorwerp 1 en voorwerp 2.
is kinetiese energie wat in 'n elastiese botsing bewaar word
Aanbieding van elastiese botsing tussen twee balle

Daar is verskeie redes waarom die bal terugbons. Een hoofrede kan die materiaal van die bal wees. 'n Rubberbal sal meer terugspring as 'n metaalbal. Die effek van botsing hang dus af van die materiaal van die botsende stof.

Wanneer die botsing plaasvind, sal die kinetiese energie word omgeskakel na potensiaal energie, maar dit is vir 'n baie kort oomblik en verander onmiddellik terug in kinetiese energie. As daar dus gevra word 'Word kinetiese energie in 'n elastiese botsing bewaar?', sal die antwoord ja wees, met die bogenoemde verduideliking.

Lees meer oor 15+ gebruike van kinetiese energie.

Word kinetiese energie bewaar in 'n perfek elastiese botsing?

perfek elastiese botsing bestaan ​​slegs in teorieë, en dit word oor die algemeen nie in ons daaglikse lewe waargeneem nie.

Wanneer ons praat van "perfekte" elastiese botsing, moet 'n mens onthou dat dit nie bestaan ​​nie omdat 'n minimale hoeveelheid energie aan die omgewing verlore gaan. Maar hierdie energie is so klein en het dus geen noemenswaardige effek op die botsing nie en daarom word dit verontagsaam.

'n Verandering in beweging word deur die liggaam ervaar wanneer 'n botsing plaasvind. As die voorwerpe van dieselfde grootte en vorm is, sê twee voorwerpe bots, en albei het dieselfde gewig en albei beweeg met dieselfde snelheid. Dan is daar kanse dat hierdie botsing 'n perfek elastiese botsing sal wees as daar geen eksterne krag daarop toegepas word nie.

Wanneer die voorwerpe bots, begin die kinetiese energie stadig afneem, en terselfdertyd neem die potensiële energie geleidelik toe. In 'n perfek elastiese botsing sal hierdie potensiële energie heeltemal in kinetiese energie herwin word wanneer die botsing eindig.

Wanneer 'n botsing plaasvind, word die voorwerpe saamgepers en soms vervorm. Maar, in perfek elastiese botsings, herwin die voorwerpe hul oorspronklike vorm en grootte sodra die botsing eindig, wat geen klank of hitte produseer nie. Mens kan ook sê dat die reformasie 100% in is perfek elastiese botsings.

Om die antwoord op die vraag 'Is kinetiese energie behoue ​​in 'n elastiese botsing?' af te sluit, kan ons sê dat die kinetiese energie behoue ​​bly in die perfek elastiese botsing op dieselfde manier as wat dit behoue ​​bly in die eenvoudige elastiese botsing.

Word kinetiese energie altyd in 'n elastiese botsing bewaar?

Die momentum en kinetiese energie word te alle tye bewaar in die voorkoms van 'n elastiese botsing.

As momentum en kinetiese energie nie in 'n elastiese botsing bewaar word nie, sal dit bloot 'n onelastiese botsing word.

Daarom, die antwoord op die vraag 'Word kinetiese energie in 'n elastiese botsing bewaar?' is dat die behoud van kinetiese energie en elastiese botsing hand-aan-hand gaan. As kinetiese energie behoue ​​bly, dan is dit inderdaad 'n elastiese botsing, en as 'n elastiese botsing plaasvind, word kinetiese energie beslis bewaar.

Lees meer oor Is Net Force 'n vektor.

Word kinetiese energie slegs in 'n elastiese botsing bewaar?

Benewens kinetiese energie word momentum ook in 'n elastiese botsing bewaar.

Momentum word altyd in 'n botsing bewaar totdat 'n uiterlike krag toegepas word. As 'n uitkoms word kinetiese energie, sowel as momentum, konsekwent bewaar in die voorkoms van 'n elastiese botsing.

Die volgende voorbeeld kan die bewys vir die behoud van momentum verduidelik.

Oorweeg 'n bal van 4 kg wat teen 50 km/uur snelheid gegooi word na 'n meisie van 50 kg wat stilstaan ​​(in rus).

Die momentum van die bal voor die botsing is = mv = 4 x 50 = 200 kg. km/uur.

Die momentum van die meisie voor botsing is = mv = 50 x 0 = 0 kg. km/uur.

Daarom is die totale momentum van die stelsel voor die botsing = 200 + 0 = 200 kg. km/uur.

Nou is die snelheid van die bal en die meisie na die botsing onbekend.

Dus, die momentum van die bal na die botsing = mv = 4 kg xv = 4v

En die momentum van die meisie na die botsing = mv = 50 kg xv = 50 v

Dus, die totale momentum van die stelsel na die botsing = 50 x 4 = 200 kg km/h

Daar kan dus interne veranderinge in die groottes wees, maar die stelsel se totale momentum voor en na die botsing is dieselfde.

Daarom bereik dit 'n hoogtepunt dat die momentum van die sisteem behoue ​​bly.

Saam met die elastiese botsings word die sisteem se momentum bewaar vir onelastiese botsings ook. Daar is 'n verandering in die behoud van slegs kinetiese energie. As die kinetiese energie behoue ​​bly, dan is dit 'n elastiese botsing, en as daar 'n verandering in kinetiese energie is, dan is dit 'n onelastiese botsing.

Hoe om kinetiese energie te vind na elastiese botsing?

Mens kan vind dat kinetiese energie bewaar word in 'n elastiese botsing deur die formule wat hieronder beskryf word.

Ons weet dat die vergelyking vir die behoud van momentum word gegee as:

M1U1 + M.2U2 = M.1V1 + M.2V2               – vgl. A

En die vergelyking vir kinetiese energie is: =(1/2)mv2

Dus, die vergelyking vir die behoud van kinetiese energie kan gegee word as:

(1/2) M1U12 + (1/2) M2U22 = (1/2) M1V12 + (1/2) M2V22     – vgl. B

Dit gee 'n vergelyking wat uit twee onbekende hoeveelhede bestaan. Nou, om hierdie hoeveelhede te vind, moet ons die vergelyking vereenvoudig.

Sodra ons die hoeveelhede in vgl. B, ons kan 1/2 uitkanselleer en daarna kry ons

M1U12 + M.2U22 = M.1V12 + M.2V22

M1U12 - M1V12 = M.2V22 - M2U22

M1 (U12 - V12) = M2 (V22 - OF22) – vgl. C

Met behulp van faktorisering van binomiale stelling vgl. C kan geskryf word as:

M1 (U1- V1) (U1+V1) = M2 (V2- OF2) (V2+ U2) – vgl. D

Weereens, (U1+V1) en (V2+ U2) kanselleer mekaar uit aangesien dit dieselfde hoeveelhede is, maar aan verskillende kante van die vergelyking. Dus, vgl. D word nou geskryf as:

M1 (U1- V1) = M2 (V2- OF2) – vgl. E

Met behulp van vgl. E, dit is nou maklik om die onbekende hoeveelhede te vind deur eenvoudig die vergelyking te herrangskik.

Om U te vind1

Vir die vind van V1

Vir die vind van U2

Vir die vind van V2

Op so 'n manier kan die aanvanklike en finale snelhede van die liggaam uitgevind word, met behulp waarvan 'n mens die kinetiese energie van die sisteem verder kan vind.

Sodra al die hoeveelhede herken is, kan 'n mens hierdie hoeveelhede gelykstel om te identifiseer of kinetiese energie behoue ​​bly in 'n elastiese botsing of nie. Gestel die hoeveelhede aan die linkerkant is gelyk aan die hoeveelhede aan die regterkant, dan kan daar bevestig word dat die kinetiese energie behoue ​​bly, en dit is 'n elastiese botsing.

As die som van hoeveelhede aan die linkerkant nie gelyk is aan die som van hoeveelhede aan die regterkant nie, dan word die kinetiese energie nie bewaar nie, en die botsing is onelasties.

Nog 'n vergelyking wat gebruik kan word om die snelhede te vind is:

Dus, deur al hierdie prosesse is ons in staat om die vraag 'Word kinetiese energie bewaar in 'n elastiese botsing?'


Durva Dave

Ek is Durva Dave, het my nagraadse studie in Fisika voltooi. Fisika fassineer my baie en ek hou daarvan om die 'Hoekom' en 'Hoe' te weet van alles wat in ons heelal ontvou. Ek probeer om my blogs in eenvoudige dog effektiewe taal te skryf sodat dit makliker is vir die leser om te verstaan ​​en onthou. Ek hoop met my nuuskierigheid kan ek die lesers verskaf wat hulle soek deur my blogs. Kom ons koppel deur LinkedIn.

Onlangse plasings