완벽하게 탄성 충돌 이해
완벽하게 탄성 충돌로 운동 에너지가 보존됩니다. 이는 충돌 전 물체의 총 운동 에너지가 충돌 후 총 운동 에너지와 동일하다는 것을 의미합니다.
주요 개념
* 모멘텀 : 운동량은 물체의 질량의 측정치입니다. 운동량 (p) =질량 (m) * 속도 (v) 로 계산됩니다.
* 운동량 보존 : 폐쇄 시스템에서 충돌 전의 총 운동량은 충돌 후 총 운동량과 같습니다. 이것은 모멘텀이 물체 사이에서 전달되지만 총 금액은 일정하게 유지됨을 의미합니다.
최종 속도를 계산하는 단계
1. 물체를 식별하십시오 : 충돌과 관련된 두 객체에 객체 1 및 객체 2로 레이블을 지정하십시오.
2. 초기 속도 결정 : 허락하다:
*`v1i`는 물체 1의 초기 속도를 나타냅니다.
*`v2i`는 물체 2의 초기 속도를 나타냅니다.
3. 질량 결정 :
*`m1`는 물체 1의 질량을 나타냅니다 1.
*`m2`는 물체 2의 질량을 나타냅니다.
4. 운동량 보존을 적용하십시오 :
충돌하기 전에 * : `m1 * v1i + m2 * v2i`
* 충돌 후 : `m1 * v1f + m2 * v2f`
* 방정식 : `m1 * v1i + m2 * v2i =m1 * v1f + m2 * v2f`
5. 운동 에너지 보존을 적용하십시오 :
충돌하기 전에 * : `1/2 * m1 * V1i² + 1/2 * m2 * v2i²`
* 충돌 후 : `1/2 * M1 * V1f² + 1/2 * M2 * V2F²`
* 방정식 : `1/2 * M1 * V1I² + 1/2 * M2 * V2I² =1/2 * M1 * V1f² + 1/2 * M2 * V2F²`
6. 방정식 시스템을 해결 : 이제 두 개의 미지의 방정식이 있습니다 (`v1f`와`v2f`). 최종 속도를 해결하십시오.
예
물체 1 (m1 =2 kg)이 5 m/s (`v1i =5 m/s`)에서 오른쪽으로 이동하고 2m/s (`v2i =-2 m/s`)에서 왼쪽으로 이동하는 물체 2 (m2 =3 kg)와 정면으로 충돌한다고 가정 해 봅시다.
1. 모멘텀 방정식 :
`2 * 5 + 3 * -2 =2 * v1f + 3 * v2f`
`4 =2 * v1f + 3 * v2f`
2. 운동 에너지 방정식 :
`1/2 * 2 * 5² + 1/2 * 3 * (-2) ² =1/2 * 2 * V1f² + 1/2 * 3 * V2F²`
`29 =v1f² + 1.5 * v2f²`
이제이 두 방정식을 동시에 해결하여 (대체, 제거 또는 계산기를 사용하여)`v1f` 및`v2f`를 찾으십시오.
중요한 메모
* 1 차원 충돌 : 위의 계산은 단일 직선을 따라 발생하는 충돌에 대한 것입니다.
* 벡터 수량 : 속도는 벡터 수량이므로 크기와 방향을 모두 의미합니다. 속도에 양수 및 부정적인 징후를 할당 할 때 이것을 명심하십시오.
* 실제 충돌 : 완벽하게 탄성 충돌은 이상화입니다. 실제 충돌은 열, 소리 및 변형과 같은 요인으로 인해 일부 에너지 손실을 포함합니다.
특정 충돌 시나리오를 통해 작업하고 싶다면 알려주세요!
