Super elastiese botsing: gedetailleerde feite en algemene vrae


Kom ons bespreek 'n paar gedetailleerde feite oor 'n superelastiese botsing, hoe en waar dit plaasvind, 'n paar voorbeelde en gedetailleerde feite.

Superelastiese botsings is dié waarin die botsende deeltjie nie sy kinetiese energie verloor nie, maar eerder 'n mate van kinetiese energie verkry van die deeltjie waarmee dit bots en teen 'n vinniger tempo versnel na die botsing.

Wat is 'n super elastiese botsing

Daar word gesê dat die botsing elasties is wanneer die momentum en die kinetiese energie van die voorwerp na die botsing behoue ​​bly. Daar kan verlies of wins van energie wees tydens die botsing van die voorwerpe.

'n Botsing waarin daar geen verlies aan energie is nie, maar die voorwerp kry 'n bykomende hoeveelheid energie, dan word gesê dat die botsing 'n superelastiese botsing is. Hierdie hulptoevoer van kinetiese energie kan die gevolg wees van die omskakeling van die potensiële energie van die voorwerp in kinetiese energie.

Waar vind superelastiese botsing plaas

Die meeste van die botsings in die natuur is onelastiese botsings waar die kinetiese energie van die botsende voorwerp in 'n ander vorm van energie omgeskakel word.

Wel, 'n superelastiese botsing vind meestal plaas in plofbare reaksies soos kernsplytings, reaktore, supernovas, ontploffings, ens. wat kritieke impak skep. Dit is 'n resultaat as gevolg van 'n wins van die bykomende hoeveelheid kinetiese energie sonder enige verlies aan energie. By botsing ontvang 'n voorwerp dan die energie van die voorwerp waarmee dit bots, wat die kinetiese energie van die voorwerp oortref.

Super elastiese botsingsformule

Beskou twee molekules met massa m1 en m2. 'n Molekule met massa m1 nader van oneindigheid met snelheid u1 en bots met massa m2 beweeg teen snelheid u2. Na 'n botsing lei beide die massas weg van mekaar en maak 'n hoek met 'n vlak met snelhede v1 en v2.

In 'n elastiese botsing word die momentum van die deeltjies voor en na 'n botsing bewaar, dus gegee deur die verband

m1u1+m2u2=m1v1+m2v2

Waar m1, m2 is massas van deeltjie 1 en 2 onderskeidelik

u1, u2 is beginsnelhede van beide die deeltjie voor botsing, en

v1, v2 is finale snelhede van die deeltjies na botsing.

Die momentum van die botsende molekule na 'n botsing sal groter wees as die momentum van die molekule voor die botsing.

m1u1<m1v1

Wat dit impliseer u1<v1

En die kinetiese energie van die deeltjie in die botsing is

1 / 2 m1u12+1/2 m2u22=1/2 m1v12+1/2 m2v22

Sedert u1<v1, sal die kinetiese energie van die botsende molekule na botsing verhoog word.

1 / 2 m1u12<1/2 m1v12

Dit beteken die energie wat met molekule 2 geassosieer word, sal verminder word aangesien dit sy potensiële energie sal oordra na molekule 1 wat in kinetiese energie sal omskakel.

Super elastiese botsing voorbeeld

Kom ons bespreek 'n paar voorbeelde van superelastiese botsing om die term beter te verstaan.

Kernsplyting

Splyting is die proses om 'n reaktant in twee of meer produkte te verdeel. 'n Kern van die atoom verdeel in twee of meer kerne wanneer 'n hoogs energieke foton met die kerne bots.

super elastiese botsing
Kernsplyting

'n Foton wat van oneindigheid af nader, dra kinetiese energie saam, by bombardeer met die kern stel dit sy energie vry na die kern waardeur die kern onstabiel word. Dit lei tot 'n splitsing van die kern in twee dogterkerne wat die foton vrystel.

Die massa van die kern verminder tot die helfte en die potensiële energie van die kern word omgeskakel in kinetiese energie en dus is die finale kinetiese energie wat in 'n proses na die botsing uitgegee word hoog. Hierdie tegniek word gebruik in kernwapens, in kernreaktors om groot energie te produseer.

Vorm geheue legerings

Die vormgeheue-legerings is superelastiese materiale wat teen 'n spesifieke temperatuur vervaardig word. Die legering word in 'n spesifieke vorm gevorm terwyl dit verhit word, 'n sekere temperatuur handhaaf en dit vinnig afkoel. Hierdie vorm word gememoriseer deur die legering.

'n Voorwerp verander sy vorm wanneer 'n eksterne las daarop geplaas word, maar kry sy vorm terug sodra die las verwyder word en aan dieselfde temperatuur blootgestel word waarteen dit gevorm is. Hierdie superelastisiteit is 'n omkeerbare proses.

Meestal word koper-aluminium-nikkel en nikkel-titanium-legerings as 'n vormgeheue-legering gebruik. Nikkel-titanium is een so 'n vormgeheue-legering wat gebruik word in die vervaardiging van ortodontiese drade.

Uraanbom

Uraan-235 is 'n hoogs radioaktiewe atoom en gee 'n groot hoeveelheid energie tydens sy splitsing uit, daarom word dit meestal in reaktore en plofstof gebruik.

super elastiese botsing
Splyting van uraan atoom

Dit is soortgelyk aan kernsplyting, die neutron wanneer dit met die uraan-235-atoom bots, word die kinetiese energie van die neutron na 'n uraan-atoom oorgedra en word onstabiel as gevolg van 'n ekstra neutronbeskikbaarheid. Hierdie neutron deins saam met die atoom terug.

Die hoogs onstabiele atoom verdeel in twee dogterkerne wat in die bostaande diagram getoon word, wat drie vrye kerne vrystel wat dan met 'n ander atoom van uraan reageer vir splitsing. Hierdie reaksie gee 'n enorme hoeveelheid energie en hitte in die omgewing uit, dus is dit 'n eksotermiese reaksie.

Lente

Wanneer die veer saamgepers word, berg die potensiële energie daarin. Wanneer die druk van die tou vrygestel word, gee dit 'n groot hoeveelheid potensiële energie uit in die vorm van kinetiese energie.

Lees meer oor lente potensiële energie.

Komeet nader son

Die son het die hoogste gravitasie-aantrekkingskrag in 'n sonnevel en daarom bereik die meeste van die komete wat vanaf die verre newel nader, rondom die Son. Hulle kry genoeg potensiële energie deur bestraling wat deur die Son uitgestraal word en buig in 'n paraboliese baan. Die kinetiese energie van die komeet na afbuiging is baie groter as sy kinetiese energie terwyl hy die Son nader.

Is impuls bewaar in 'n elastiese botsing

Impuls word gedefinieer as 'n krag wat in 'n bepaalde tydinterval op die voorwerp gestimuleer word en gegee deur die formule

I=FΔ t

Waar ek die impuls is

F is 'n krag

Δ dit is 'n verandering in tyd.

Impuls is ook gelyk aan die verandering in die momentum van die voorwerp.

I=ΔP

vandaar, ΔP = F Δ t

In 'n elastiese botsing is die verandering in momentum van die voorwerp gelyk aan die verskil tussen die momentum van die voorwerp voor en na die botsing.

ΔP=m[Vf-Vi]

Waar m 'n massa van die botsende voorwerp is.

Vf is die finale snelheid van die voorwerp

Vi is die beginsnelheid van die voorwerp

Daarom,

F Δ t= m[Vf-Vi]

Die impuls op die voorwerp in 'n botsing kan uitgevind word deur die verskil tussen die snelhede van die voorwerp voor en na 'n botsing te vind.

Dit is duidelik dat daar 'n impuls op die botsing op beide die voorwerpe is, maar as gevolg van die teenoorgestelde krag van reaksie word die impuls verminder en uitgekanselleer. In die meeste gevalle is daar 'n effense verandering in die momentum van die voorwerp.

Hoe los jy 'n perfek elastiese botsing op

In 'n perfek elastiese botsing is daar geen verlies van die kinetiese energie van die voorwerp na die botsing nie. Die momentum en die kinetiese energie van die voorwerp in 'n perfek elastiese botsing word bewaar.

Beskou 'n deeltjie met massa m1 versnel teen 'n snelheid u1 tref die deeltjie met massa m2 beweeg met snelheid u2, dan is die momentum van deeltjie 1 m1 u1 en dié van deeltjie 2 is m2u2. Deeltjie 1 nader deeltjie 2 en bots daarmee en skep 'n netto impak nul en beide deeltjies 1 en 2 kry snelheid v1 en v2 onderskeidelik en herlei in twee verskillende rigtings.

Aangesien die momentum van die deeltjies behoue ​​bly voor en na botsing

m1u1+m2u2= m1v1+m2v2

Daar is geen verlies aan kinetiese energie van die deeltjies nie, dus bly die kinetiese energie voor en na botsing onveranderd.

1 / 2 m1u1+1/2 m2u2=1/2 m1v1+1/2 m2v2

m1(u1-v1)=m2(v2-u2)

m1/m2=v2-u2/u1-v1

Lees meer oor 8+ perfek elastiese botsingsvoorbeelde: gedetailleerde feite en algemene vrae.

Algemene vrae

V1. 'n Voorwerp A met 'n massa van 5 kg bots met voorwerp B in rus teen 'n spoed van 3m/s. Na botsing beweeg beide die voorwerpe teen 'n spoed van 0.8m/s. Wat is die massa van voorwerp B? Wat is die impuls op die voorwerp as gevolg van botsing?

gegee:m1= 5 kg

m2=?

u1= 3m / s

u2=0

v1=v2= 0.8m / s

Sedert, die momentum word bewaar in die botsing

m1u1+m2u2=m1v1+m2v2

5* 3+m2*0=5*0.8+m2* 0.8

15+0=4+m2* 0.8

11=m2* 0.8

m2=11/0.8=13.75kg

Die massa van voorwerp 2 is 13.75 kg.

Die totale momentum van die voorwerp voor die botsing is

Paanvanklike=m1u1+m2u2=5*3+13.75*0=15

Pfinale=m1v1+m2v2 = 5*0.8 + 13.75 * 0.8 = 4+11 = 15

Die impuls op die voorwerp as gevolg van botsing is

I = ΔP=Pfinale - Blaanvanklike = 15-15 = 0

Daar is dus geen impuls in die botsing bewaar nie.

Wat is die impuls as gevolg van botsing?

'n Impuls is die duur van die krag wat op die deeltjies toegepas word terwyl dit bots.

Dit word ook gedefinieer as die verandering in momentum van die voorwerpe voor en na 'n botsing en is gelyk aan die krag wat deur die voorwerp opgelê word vir 'n beperkte tydsduur.

Hoe vertraag die impuls in 'n perfek elastiese botsing en superelastiese botsing?

Die momentum van die voorwerp word bewaar, vandaar die impuls word nul in 'n perfek elastiese botsing.

In superelastiese botsing neem die momentum van die voorwerp toe na botsing aangesien die kinetiese energie uitblink, daarom is die impuls positief.

AKSHITA MAPARI

Hallo, ek is Akshita Mapari. Ek het M.Sc. in Fisika. Ek het aan projekte gewerk soos Numeriese modellering van winde en golwe tydens sikloon, Fisika van speelgoed en gemeganiseerde opwindingsmasjiene in pretpark gebaseer op Klassieke Meganika. Ek het 'n kursus oor Arduino gevolg en het 'n paar mini-projekte op Arduino UNO bereik. Ek hou altyd daarvan om nuwe sones op die gebied van wetenskap te verken. Ek glo persoonlik dat leer meer entoesiasties is as dit met kreatiwiteit geleer word. Afgesien hiervan hou ek daarvan om te lees, te reis, op kitaar te tokkel, klippe en lae te identifiseer, fotografie en skaak te speel. Koppel my op LinkedIn - linkedin.com/in/akshita-mapari-b38a68122

Onlangse plasings