Аннотация
В этом эксперименте мы определили значения кинетической энергии и импульса системы как до, так и после упругих и неупругих столкновений. Используя значения для начальной скорости и массы, мы затем рассчитали значения для конечных скоростей и сравнили их с нашими экспериментальными значениями.
Вопросы и ответы
Что произойдет в случае упругих столкновений, если m1 намного больше, чем m2? И наоборот, что произойдет, если m1 намного, намного меньше, чем m2?
Если m1 намного больше m2, потеря импульса для m1 будет близка к 0. Для нашего эксперимента m1 будет иметь конечную скорость, очень близкую к начальной скорости (в соответствии с поддерживаемым импульсом). Конечная скорость m2 будет больше, чем m1, так как она испытывает силу m1. Если m1 намного меньше, чем m2, он будет сохранять большую часть своего импульса от воздействия m2, но скорость m1 будет менять направление. Конечная скорость m2 будет близка к 0, так как сила m1 будет недостаточно велика для преодоления статического трения.
В вашем лабораторном руководстве уравнения 4.4 и 4.5 дают конечные скорости двух объектов в терминах начальной скорости и масс. Теперь, соответствуют ли конечные скорости, которые вы нашли в своих испытаниях, этим уравнениям?
Для испытания 1 упругого столкновения, v0 = 0,3 м / с, а m1 = 250 г и м2 = 250 г, формула для конечной скорости m1, (v1) рассчитывается следующим образом:
v1 = v0 * ((m1-m2) / (m1 + m2))
v1 = 0,3 * ((250-250) / (250 + 250))
v1 = 0
v2 рассчитывается по формуле для v2:
v2 = 2 * v0 * (m1 / (m1 + m2))
v2 = 2 * 0,3 * (250/500)
v2 = 0,3
Экспериментальные значения для v1 и v2 испытания 1 были 0 и 0,29 соответственно, эти значения соответствуют расчетным значениям, показанным выше.
Для испытания 2 упругого столкновения, v0 = 0,36 м / с, а m1 = 500 г и м2 = 250 г, формула для конечной скорости m1, (v1) рассчитывается следующим образом:
v1 = v0 * ((m1-m2) / (m1 + m2))
v1 = 0,36 * ((500-250) / (500 + 250))
v1 = 0,12
v2 рассчитывается по формуле для v2:
v2 = 2 * v0 * (m1 / (m1 + m2))
v2 = 2 * 0,36 * (500/750)
v2 = 0,48
Экспериментальные значения для v1 и v2 испытания 1 составили 0,11 и 0,46 соответственно, эти значения соответствуют расчетным значениям, показанным выше.
Для испытания 3 упругого столкновения, v0 = 0,29 м / с, а m1 = 250 г и м2 = 500 г, формула для конечной скорости m1, (v1) рассчитывается следующим образом:
v1 = v0 * ((m1-m2) / (m1 + m2))
v1 = 0,29 * ((250-500) / (250 + 500))
v1 = -0,10
v2 рассчитывается по формуле для v2:
v2 = 2 * v0 * (m1 / (m1 + m2))
v2 = 2 * 0,29 * (250/750)
v2 = 0,19
Экспериментальные значения для v1 и v2 испытания 1 составляли -0,07 и 0,17 соответственно, эти значения соответствуют расчетным значениям, показанным выше.
Используя скорости, составить ТАБЛИЦУ для импульса и кинетической энергии каждого PAScar до и после столкновения? Рассчитайте процентную разницу между итоговыми и начальными импульсами и кинетической энергией в каждом испытании и прокомментируйте сохранение импульса и сохранение энергии.
Для испытаний упругого столкновения импульс и кинетическая энергия в основном сохраняются, в идеале они были бы полностью сохранены, но наша система не изолирована. Присутствуют другие силы, которые мешают нам достичь идеальных результатов. В испытании неупругого столкновения импульс все еще сохраняется (в основном), даже если кинетическая энергия теряется, это потому, что импульс не преобразуется, как кинетическая энергия. Влияние автомобилей в неупругом испытании преобразует более половины кинетической энергии в тепловую энергию. В испытаниях на упругое столкновение мы не наблюдаем эту потерю, за исключением испытания 3, в котором сила магнитов недостаточно сильна, чтобы не дать машинам ударить.
Почему при неупругом столкновении нужно измерять только одну конечную скорость?
Потому что массы соединяются при ударе, который быстро выравнивает их скорости. По мере того, как объединенные массы движутся по дорожке, давая единственную конечную скорость.
Как вы думаете, почему при неупругом столкновении кинетическая энергия не сохраняется?
Энергия преобразуется в другую форму энергии (тепловую) во время столкновения. В частности, именно потому, что два объекта воздействуют друг на друга, кинетическая энергия преобразуется и не сохраняется.
Какой физический закон (ы) предсказывает сохранение импульса? Объясните кратко и четко.
Это предсказано третьим законом Ньютона, который говорит о парах действие-реакция. Сумма сил в замкнутой системе будет равна 0, поскольку каждая сила имеет силу, которая прямо противоположна ей. Для импульса это также верно, потому что импульс по существу является продуктом силы.
В случае неупругих столкновений, что произойдет, если m1 намного больше, чем m2?
И наоборот, что произойдет, если m1 намного, намного меньше, чем m2?
Формула для конечной скорости неупругого столкновения выглядит следующим образом:
v12 = v0 * (м1 / (м1 + м2))
Глядя на формулу, вы можете видеть, что при увеличении m1 до гораздо больших значений m2 становится незначительным, а m1 / (m1 + m2) начинает приближаться к 1, это также означает, что оно будет приближаться к конечной скорости (v12). Для наших целей это означает, что конечная скорость будет почти равна начальной скорости. Если m1 намного меньше, чем m2, то m1 / (m1 + m2) начнет приближаться к 0, как и конечная скорость.
Представьте, что PAScars m1 и m2 находятся на трассе, в состоянии покоя и их бамперы касаются друг друга. Масса m1 = 2 м2. Фейерверк помещается между бамперами и взрывается, отправляя PAScars в противоположных направлениях. Каков был начальный импульс системы (до взрыва)? Что вы можете сказать об окончательном импульсе системы?
Начальный импульс равен 0, так как мы знаем, что p = mv, а скорость автомобилей и фейерверка была равна 0. Конечный импульс системы также будет равен 0, если мы суммируем каждый вектор импульса в системе. < / р>
Заключение
Рассчитанные значения конечной скорости и импульса имели очень низкую процентную ошибку по сравнению с теоретическими значениями. Этого достаточно, чтобы проиллюстрировать концепции лаборатории. Наша система для столкновений была несовершенной в том смысле, что она не была закрытой и поэтому была подвержена воздействию внешних сил.
Что такое международные маркетинговые исследования? Согласно нашим прошлогодним исследованиям, термин «маркетинговые исследования» относится к сбору, записи, анализу и представлению информации, которая фокусируется на ранее определенной
Реклама Форма аудио или визуальной маркетинговой коммуникации, которая предназначена для продвижения или продажи продукта, услуги или идеи и использует открыто спонсируемые и неличные сообщения, известные
ЦИФРОВОЙ РЫНОК ДЛЯ ТОРГОВЛИ И РЕКЛАМЫ Ценность электронной коммерции через создание онлайн-рынков огромна для развивающихся стран, таких как Зимбабве, поскольку она может поддержать развитие местной