Для неупругого удара запишем закон сохранения импульса


Для неупругого удара запишем закон сохранения импульса

Законы сохранения энергии и импульса. Упругие и неупругие столкновения.


Начну с пары определений, без знания которых дальнейшее рассмотрение вопроса будет бессмысленным.

Сопротивление, которое оказывает тело при попытке привести его в движение или изменить его скорость, называется инертностью. Мера инертности – масса. Таким образом можно сделать следующие выводы:

  • Чем больше масса тела, тем большее оно оказывает сопротивление силам, которые пытаются изменить его скорость в случае, если тело движется равномерно.
  • Чем больше масса тела, тем большее оно оказывает сопротивление силам, которые пытаются вывести его из состояния покоя.

Резюмируя можно сказать, что инертность тела противодействует попыткам придать телу ускорение. А масса служит показателем уровня инертности.

Чем больше масса, тем большую силу нужно применить для воздействия на тело, чтобы придать ему ускорение. Замкнутая система (изолированная) – система тел, на которую не оказывают влияние другие тела не входящие в эту систему.

ИНФОФИЗ — мой мир.

Лабораторная работа № 2 Тема: Изучение закона сохранения импульса Цель: экспериментально проверить справедливость закона сохранения импульса тел при прямом упругом соударении Оборудование: 1. Два металлических шарика разной массы.

2. Рама для подвеса шариков. 3.

Измерительная линейка. Теория Величина, равная произведению массы материальной точки на ее скорость, называется импульсом.

p=mυ

p — импульс тела m — масса тела υ — скорость тела Импульс тела направлен в ту же сторону, что и скорость тела.

Единицей измерения импульса в СИ является 1 кг·м/с. Изменение импульса тела происходит при взаимодействии тел, например, при ударах. Для системы материальных точек полный импульс равен сумме импульсов. При этом следует иметь в виду, что импульс – это векторная величина, и поэтому в общем случае импульсы складываются как векторы, т.е.

Упругие и неупругие соударения

Закон сохранения механической энергии и закон сохранения импульса при упругом ударе способствует нахождению решения механических задач с неизвестными действующими силами, то есть задания с ударным взаимодействием тел. Применение такого вида задач используется в технике и физике элементарных частиц.

Удар или столкновение – это кратковременное взаимодействие тел с последующим изменением их скорости. При столкновении действуют неизвестные кратковременные ударные силы.

Рекомендуем прочесть:  Как правильно заполнить платежку за газ по счетчику

Закон Ньютона не разрешит ударное взаимодействие, а позволит только исключить сам процесс столкновения и получить связь между скоростями тел до и после столкновений без промежуточных значений. Механика применяет такое определения абсолютно упругих и абсолютно неупругих ударов. Абсолютно неупругий удар – это ударное взаимодействие с соединением (слипанием) движущихся тел.

Сохранение механической энергии отсутствует, так как переходит во внутреннюю, то есть нагревание.

Закон сохранения импульса. Соударение двух тел

7Основной закон динамики поступательного движения для замкнутой системы тел:

, следовательно:

.

Таким образом, импульс замкнутой системы сохраняется, т.е.

не изменяется с течением времени. Этот закон справедлив не только в классической механике, но и в квантовой механи­ке для замкнутых систем микрочастиц.

Закон сохранения импульса — фундаментальный закон природы. Закон справедлив и для незамкнутых систем, если геометрическая сумма всех внешних сил равна нулю. Из закона сохранения импульса вытекает, что центр масс замкнутой системы либо движется прямолинейно и равномерно, либо остается неподвижным.

В неинерциальных системах отсчета закон сохранения импульса несправедлив. При соударении двух тел существуют 2 предельных вида удара: абсолютно упругий и абсолютно неупругий.

Применение законов сохранения к абсолютно неупругому удару. Энергия идущая на деформацию.

Применение неупругого удара.

4Удар абсолютно упругих и неупругих тел является примером применения законов сохранения импульса и энергии при решении физической задачи.

Соударение тел – столкновение двух или более тел, при которых взаимодействие длится очень короткое время. При ударе тела испытывают деформацию. Понятие удара подрузамевает, что кинетическая энергия относительного движения ударяющихся тел на короткое время преобразуется в энергию упругой деформации.

Во время удара имеет место перераспределение энергии между соударяющимися телами. Опыты показывают, что относительная скорость тел после соударения не достигает своего значения до соударения. Это объясняется тем, что не бывает идеально упругих тел и идеально гладких поверхностей.

Отношение нормальной составляющей относительной скорости тел после удара к нормальной составляющей относительной скорости тел до удара называется коэффициентом восстановления ε:

Применение закона сохранения импульса к ударам

Mv + ти.

Высокоскоростная съемка позволяет определить скорость ракетки в момент удара и после удара, а также скорость мяча после удара. Найденные таким путем скорости можно использовать для вычисления потерь кинетической энергии при выполнении подачи. Для профессионального игрока разность между кинетической энергией ракетки перед ударом и суммарной кинетической энергией ракетки и мяча после удара составляет приблизительно 30—35 Дж.
Эта энергия превращается в другие формы энергии, а именно в тепловую и звуковую ( всегда слышен удар ракетки по мячу).

Рис. 9.13.Удар теннисной ракеткой по мячу: деформируются оба тела Рис.

9.14.Взаимодействие ракетки и мяча при игре в теннис Удар ногой по мячу При изучении баллистического движения спортсменов, выполняющих удары, было обнаружено, что, если в начале выполнения такого движения все усилия, приложенные к центрам тяжести звеньев кинематической

Удар абсолютно упругих и неупругих тел

| | | | | Примером применения законов сохранения импульса и энергии при решении реальной физической задачи является удар абсолютно упругих и неупругих тел. Удар (или соударение)—это столкновение двух или более тел, при котором взаимодействие длится очень короткое время.

Помимо ударов в прямом смысле этого слова (столкновения атомов или биллиардных шаров) сюда можно отнести и такие, как удар человека о землю при прыжке с трамвая и т. д. Силы взаимодействия между сталкивающимися телами (ударные или мгновенные силы) столь велики, что внешними силами, действующими на них, можно пренебречь.

Это позволяет систему тел в процес­се их соударения приближенно рассматривать как замкнутую систему и применять к ней законы сохранения.

Тела во время удара претерпевают деформацию. Сущность удара заключается в том, что кинетическая энергия относительного движения соударяющихся тел на короткое время преобразуется в энергию упругой деформации.

Применение закона сохранения импульса в случае абсолютно неупругого удара

В случае абсолютно неупругого удара (рис.

Тогда

Если шары движутся навстречу друг другу, то они вместе будут продолжать двигаться в направлении движения шара, имевшего больший импульс до удара.

111) двух тел (например, пластилиновых шаров) после удара тела двигаются как единое целое. Если массы шаров т1 и т2, их скорости до удара vl и v2, то, согласно закону сохранения импульса: где V — скорость движения шаров после удара.
В частном случае, если массы шаров равны (т1 = т2), то

Одно из важнейших практических применений закона сохранения импульса — расчет движения тел переменной массы.

Проверка закона сохранения импульса при упругом и неупругом ударе

1 Лабораторная работа 4 ЦЕЛЬ РАБОТЫ на примере соударяющихся шаров.

Рассмотрим движение ракеты (рис. 112). Предположим, что скорость вытекающих из ракеты газов относительно ракеты равна и (й = const), внешние силы на ракету не действуют, масса ракеты равна М.

ПРИБОРЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ Установка для изучения упругого и неупругого удара шаров, набор шаров (металлические и пластилиновые). КРАТКАЯ ТЕОРИЯ Импульсом тела называют вектор, равный произведению массы тела на его скорость движения: p mv Совокупность взаимодействующих между собой тел образует механическую систему.

Для замкнутой системы тел установлен закон сохранения импульса: Геометрическая сумма импульсов всех тел, входящих в систему, есть величина постоянная n p n mi v i i1 i1 i const В данной работе применяется закон сохранения импульса к системе двух соударяющихся тел. Обоснованием этого является следующее.