개념 이해
* 운동량 보존 : 고립 된 시스템 (외부 힘 없음)에서 충돌 전의 총 운동량은 충돌 후 총 운동량과 동일합니다.
* 모멘텀 : 운동량 (p)는 질량 (m) 시간 속도 (v)로 계산됩니다. :p =m * v
문제 설정
* 자동차 1 :
* 질량 (M1) =2500kg
* 초기 속도 (v1i) =0 m/s (휴식시)
* 자동차 2 :
* 질량 (M2) =2500kg
* 초기 속도 (v2i) =20 m/s
계산
1. 초기 운동량 : 충돌 전의 총 운동량은 자동차 1이 휴식을 취하기 때문에 자동차 2의 모멘텀입니다.
* 초기 운동량 (PI) =M2 * V2I =2500 kg * 20 m/s =50000 kg * m/s
2. 최종 모멘텀 : 자동차 1의 최종 속도가 V1F이고 자동차 2의 최종 속도는 V2F라고 가정 해 봅시다. 충돌 후 총 운동량은 다음과 같습니다.
* 최종 모멘텀 (pf) =m1 * v1f + m2 * v2f
3. 운동량 보존 : 초기 및 최종 운동량을 서로 동일하게 설정할 수 있습니다.
* pi =pf
* 50000 kg * m/s =2500 kg * v1f + 2500 kg * v2f
4. 최종 속도 해결 : 우리는 하나의 방정식과 두 개의 미지 (V1F 및 V2F)를 가지고 있습니다. 이를 해결하려면 충돌에 대한 추가 정보가 필요합니다. 가장 일반적인 두 가지 시나리오는 다음과 같습니다.
* 완벽하게 비탄성 충돌 : 충돌 후 자동차가 함께 붙어 있습니다. 이 경우 최종 속도와 동일합니다 (v1f =v2f =vf). 방정식을 단순화 할 수 있습니다.
* 50000 kg * m/s =2500 kg * vf + 2500 kg * vf
* 50000 kg * m/s =5000 kg * vf
* VF =10 m/s (충돌 후 10m/s에 두 차량이 함께 움직입니다)
* 탄성 충돌 : 충돌은 완벽하게 탄력적이므로 운동 에너지도 보존됩니다. 이를 위해서는보다 복잡한 계산이 필요하며 충돌 유형에 대한 자세한 정보가 필요합니다.
결론
자동차의 최종 속도를 결정하려면 충돌이 완벽하게 비 탄력적인지 탄력적인지 알아야합니다. 그 정보가 없으면 최종 속도를 해결할 수 없습니다.
