Zderzenie sprężyste.

Otrzymałeś(aś) rozwiązanie do zamieszczonego zadania? - podziękuj autorowi rozwiązania! Kliknij
Heniovsky
Witam na forum
Witam na forum
Posty: 5
Rejestracja: 24 lut 2016, 10:31
Podziękowania: 1 raz

Zderzenie sprężyste.

Post autor: Heniovsky »

Kula o masie \(m_{1}\) i prędkości \(v\) uderza w spoczywającą kulę o masie \(m_{2}\). Zderzenie jest doskonale sprężyste. Wektory prędkości po zderzeniu tworzą kąt \(\phi\). Oblicz wartości prędkości \(v_{1}\) i \(v_{2}\) po zderzeniu, w przypadku, gdy \(m_{1} = m_{2}\) i \(m_{1} \neq m_{2}\).
\(\alpha + \beta = \phi\)
Rozłożyłem wektory prędkości po zderzeniu na składowe:
\(v_{1x} = v_{1} \cos \alpha\)
\(v_{1y} = v_{1} \sin \alpha\)
\(v_{2x} = v_{2} \cos \beta\)
\(v_{2y} = v_{1} \sin \beta\)
Z zasady zachowania pędu doszedłem do układu równań:
\(\begin{cases} m_{1}v = m_{1}v_{1} \cos \alpha + m_{2}v_{2} \cos \beta\\0 = m_{1}v_{1} \sin \alpha - m_{2}v_{2} \sin \beta\end{cases}\).
Podniosłem oba równania do kwadratu:
\(\begin{cases}m^{2}_{1}v^{2} = m^{2}_{1}v^{2}_{1} \cos ^{2} \alpha + 2m_{1}m_{2}v_{1}v_{2} \cos \alpha \cos \beta + m^{2}_{2}v^{2}_{2} \cos ^{2} \beta \\0 = m^{2}_{1}v^{2}_{1} \sin ^{2} \alpha - 2m_{1}m_{2}v_{1}v_{2} \sin \alpha \sin \beta + m^{2}_{2}v^{2}_{2} \sin ^{2} \beta \end{cases}\)
Dodałem stronami:
\(m^{2}_{1}v^{2} = m^{2}_{1}v^{2}_{1} + 2m_{1}m_{2}v_{1}v_{2}( \cos \alpha \cos \beta - \sin \alpha \sin \beta ) + m^{2}_{2}v^{2}_{2}\)
\(m^{2}_{1}v^{2} = m^{2}_{1}v^{2}_{1} + 2m_{1}m_{2}v_{1}v_{2} \cos ( \alpha + \beta ) + m^{2}_{2}v^{2}_{2}\)
\(m^{2}_{1}v^{2} = m^{2}_{1}v^{2}_{1} + 2m_{1}m_{2}v_{1}v_{2} \cos ( \phi ) + m^{2}_{2}v^{2}_{2}\)
I dalej nie potrafię wyznaczyć \(v_{1}\) ani \(v_{2}\). Jeśli ktoś ma pomysł, jak to zrobić, to prosiłbym o pomoc, bo już spędziłem kilka godzin myśląc nad tym zadaniem. :)
Panko
Fachowiec
Fachowiec
Posty: 2946
Rejestracja: 20 gru 2013, 21:41
Lokalizacja: Radom
Otrzymane podziękowania: 1556 razy
Płeć:

Re: Zderzenie sprężyste.

Post autor: Panko »

Chyba jest tak ,że zderzenie jest niecentralne .
Powinieneś przyjąć tak układ współrzędnych aby maksymalnie wykorzystać kąt \(\phi\).
Czyli po zderzeniu kula początkowo spoczywająca w punkcie \((0,0)\) porusza się w dodatnim kieruneku osi \(OX\) . Wtedy korzystasz w rozkładzie pędów z całego kąta \(\phi\) i wchodzi on do składowych pędu tylko tej drugiej kuli.
Zostaje kwestia , kuli \(m_1\) i jej wektora prędkości \(v\) . On musi zostać rozłożony na składowe .
Ten wybór układu współrzędnych pozwoli ominąć puchniecie rachunków.
Heniovsky
Witam na forum
Witam na forum
Posty: 5
Rejestracja: 24 lut 2016, 10:31
Podziękowania: 1 raz

Post autor: Heniovsky »

Tak tak. Zderzenie jest niecentralne. Wstawiam link do zdjęcia z rysunkiem. Proszę o dalszą pomoc. Dziękuję. :)
https://scr.hu/Dndz3J
Panko
Fachowiec
Fachowiec
Posty: 2946
Rejestracja: 20 gru 2013, 21:41
Lokalizacja: Radom
Otrzymane podziękowania: 1556 razy
Płeć:

Re: Zderzenie sprężyste.

Post autor: Panko »

zderzenie_sprężyste
zderzenie_sprężyste
skanowanie0001.jpg (528.66 KiB) Przejrzano 4154 razy
Można tak widzieć to zderzenie.
Heniovsky
Witam na forum
Witam na forum
Posty: 5
Rejestracja: 24 lut 2016, 10:31
Podziękowania: 1 raz

Re: Zderzenie sprężyste.

Post autor: Heniovsky »

Nie rozumiem skąd wynika równanie \(m_{1}v \sin \alpha = m_{1}v_{1} \sin \phi\). Nie wydaje mi się, żeby wartości \(v \sin \alpha\) i \(v_{1} \sin \phi\) były równe, bo po zderzeniu \(m_{1}\) będzie się poruszało z większą prędkością w dodatnim kierunku osi \(y\). I co do analizy, powinno być \(v_{2} \neq 0\). :)
korki_fizyka
Expert
Expert
Posty: 6268
Rejestracja: 04 lip 2014, 14:55
Podziękowania: 83 razy
Otrzymane podziękowania: 1523 razy
Płeć:

Post autor: korki_fizyka »

Skoro zderzenie jest sprężyste, to musisz dopisać ZZE, bez tego nie ruszysz. A skoro każdy tu coś wkleja, to ja też, bo nie chce mi się przepisywać :D
http://www.fotosik.pl/zdjecie/c2ead383caabd6db
Pomoc w rozwiązywaniu zadań z fizyki, opracowanie statystyczne wyników "laborek", przygotowanie do klasówki, kolokwium, matury z matematyki i fizyki itd.
mailto: korki_fizyka@tlen.pl
Heniovsky
Witam na forum
Witam na forum
Posty: 5
Rejestracja: 24 lut 2016, 10:31
Podziękowania: 1 raz

Post autor: Heniovsky »

Czyli te prędkości po zderzeniu \(v_{1}\) i \(v_{2}\) będą zawsze zależne od siebie?
Dla \(m_{1} \neq m_{2}\) wychodzi mi:
\(\begin{cases}v_{1} = \frac{v_{2}(m_{1} - m_{2})}{2m_{1} \cos \phi}\\v_{2} = \frac{2m_{1}v_{1} \cos \phi}{m_{1} - m_{2}}\end{cases}\)
A dla \(m_{1} = m_{2}\) wychodzi mi:
\(2m_{1}v_{1} \cos \phi = 0\) czyli \(\phi = 90^ \circ\) ale z tego nie mam jak wyznaczyć prędkości.
Heniovsky
Witam na forum
Witam na forum
Posty: 5
Rejestracja: 24 lut 2016, 10:31
Podziękowania: 1 raz

Post autor: Heniovsky »

Witam ponownie.
Dla \(m_{1} \neq m_{2}\) wyniki powinny wyjść następujące:
\begin{cases} v_{1} = \frac{(m_{1}-m_{2})v}{\sqrt{(m_{1}-m_{2})^{2} + 4m_{1}m_{2} \cos ^{2} \phi}} \\v_{2} = \frac{2m_{1}v \cos \phi}{\sqrt{(m_{1}-m_{2})^{2} + 4m_{1}m_{2} \cos ^{2} \phi}} \end{cases}
Czy ktoś to potrafi rozwiązać od początku do końca, żeby wyszedł ten wynik?
Moje próby nie przyniosły skutku, a chciałbym wiedzieć jak dojść do tego wyniku, bo takie zadanie może pojawić się u mnie na egzaminie.
korki_fizyka
Expert
Expert
Posty: 6268
Rejestracja: 04 lip 2014, 14:55
Podziękowania: 83 razy
Otrzymane podziękowania: 1523 razy
Płeć:

Post autor: korki_fizyka »

Pomoc w rozwiązywaniu zadań z fizyki, opracowanie statystyczne wyników "laborek", przygotowanie do klasówki, kolokwium, matury z matematyki i fizyki itd.
mailto: korki_fizyka@tlen.pl
ODPOWIEDZ