الجديد

ما هو التصادم المرن؟

ما هو التصادم المرن؟

ل تصادم مرن هو موقف حيث تصطدم كائنات متعددة ويتم الحفاظ على الطاقة الحركية الكلية للنظام ، على النقيض من اصطدام غير مرنحيث تضيع الطاقة الحركية أثناء الاصطدام. جميع أنواع الاصطدام تطيع قانون الحفاظ على الزخم.

في العالم الواقعي ، تؤدي معظم الاصطدامات إلى فقدان الطاقة الحركية في شكل حرارة وصوت ، لذلك من النادر أن تصطدم بالاصطدامات المرنة حقًا. ومع ذلك ، تفقد بعض الأنظمة الفيزيائية طاقة حركية قليلة نسبيًا لذا يمكن تقريبها كما لو كانت تصادمات مرنة. أحد الأمثلة الأكثر شيوعًا على ذلك هو تصادم كرات البلياردو أو الكرات على مهد نيوتن. في هذه الحالات ، تكون الطاقة المفقودة ضئيلة للغاية بحيث يمكن تقريبها جيدًا بافتراض أن جميع الطاقة الحركية يتم الحفاظ عليها أثناء التصادم.

حساب الاصطدامات المرنة

يمكن تقييم الاصطدام المرن لأنه يحافظ على كميتين رئيسيتين: الزخم والطاقة الحركية. تنطبق المعادلات أدناه على حالة كائنين يتحركان مع بعضهما البعض ويتصادمان خلال تصادم مرن.

م1 = كتلة الكائن 1
م2 = كتلة الكائن 2
الخامس1I = السرعة الأولية للكائن 1
الخامس2I = السرعة الأولية للكائن 2
الخامس1F = السرعة النهائية للكائن 1
الخامس2F = السرعة النهائية للكائن 2
ملاحظة: تشير متغيرات boldface أعلاه إلى أنها متجهات السرعة. الزخم هو كمية المتجهات ، وبالتالي فإن الاتجاه مهم ويجب تحليله باستخدام أدوات الرياضيات المتجهة. إن الافتقار إلى الخطوط العريضة في معادلات الطاقة الحركية أدناه هو لأنها كمية عددية ، وبالتالي فإن حجم السرعة هو المهم فقط.
الطاقة الحركية لتصادم مرن
كأنا = الطاقة الحركية الأولية للنظام
كF = الطاقة الحركية النهائية للنظام
كأنا = 0.5م1الخامس1I2 + 0.5م2الخامس2I2
كF = 0.5م1الخامس1F2 + 0.5م2الخامس2F2
كأنا = كF
0.5م1الخامس1I2 + 0.5م2الخامس2I2 = 0.5م1الخامس1F2 + 0.5م2الخامس2F2
زخم تصادم مرن
Pأنا = الزخم الأولي للنظام
PF = الزخم النهائي للنظام
Pأنا = م1 * الخامس1I + م2 * الخامس2I
PF = م1 * الخامس1F + م2 * الخامس2F
Pأنا = PF
م1 * الخامس1I + م2 * الخامس2I = م1 * الخامس1F + م2 * الخامس2F

أنت الآن قادر على تحليل النظام عن طريق تحطيم ما تعرفه ، وتوصيل المتغيرات المختلفة (لا تنس اتجاه كميات المتجهات في معادلة الزخم!) ، ثم حل الكميات أو الكميات غير المعروفة.


شاهد الفيديو: التصادم المرن وغير المرن (شهر نوفمبر 2021).