Οι ορμές σε δύο ελαστικές κρούσεις

  

Μια σφαίρα Α μάζας m₁=2m, κινείται ευθύγραμμα έχοντας ορμή, μέτρου p₁ και σε μια στιγμή, συγκρούεται κεντρικά και ελαστικά με ακίνητη σφαίρα Β, ίσης ακτίνας.

i) Αν η σφαίρα Β έχει μάζα m₂=m, τότε η ορμή που αποκτά μετά την κρούση, έχει μέτρο:

ii) Αν η σφαίρα Β έχει μάζα m₂=3m, τότε η αντίστοιχη ορμή που θα αποκτήσει, θα έχει μέτρο:

 

iii) Τι ποσοστό της αρχικής κινητικής ενέργειας της Α σφαίρας, μεταφέρεται στην σφαίρα Β, σε καθεμιά από τις παραπάνω περιπτώσεις;

Να δικαιολογήσετε τις απαντήσεις σας.

Απάντηση:

ή

 Οι ορμές σε δύο ελαστικές κρούσεις

 Οι ορμές σε δύο ελαστικές κρούσεις

Δύο ελαστικές κρούσεις και η μηδενική ταχύτητα

 

Μια σφαίρα Α μάζας m= 1kg κινείται (χωρίς να περιστρέφεται) με ταχύτητα υ₁=5m/s, σε λείο οριζόντιο επίπεδο και συγκρούεται κεντρικά και ελαστικά με δεύτερη σφαίρα Β, ίσης ακτίνας και μάζας Μ=4kg η οποία είναι ακίνητη.

i)  Να αποδείξετε ότι κάποια στιγμή t₁ στη διάρκεια της κρούσης μηδενίζεται η ταχύτητα της Α σφαίρας.

ii) Πόση είναι η μείωση ΔΚ της κινητικής ενέργειας του συστήματος, τη στιγμή t₁;

iii) Τι ποσοστό της κινητικής ενέργειας της Α σφαίρας, μεταφέρεται τελικά στην σφαίρα Β;

iv) Ποιες οι αντίστοιχες απαντήσεις στα παραπάνω ερωτήματα, αν η Β σφαίρα, πριν την κρούση κινείται στην ίδια ευθεία με αντίθετη φορά με ταχύτητα, μέτρου |υ₂|= 1,25m/s, όπως στο δεύτερο σχήμα;

Απάντηση:

ή

 Δύο ελαστικές κρούσεις και η μηδενική ταχύτητα

 Δύο ελαστικές κρούσεις και η μηδενική ταχύτητα

Μια ισορροπία ράβδου και μια ταλάντωση σφαίρας.

 

Μια ομογενής ράβδος ΑΒ βάρους w₁=40Ν, ισορροπεί, όπως στο σχήμα, σχηματίζοντας με την οριζόντια διεύθυνση γωνία θ, όπου ημθ=0,6 και συνθ=0,8, αρθρωμένη στο άκρο της Β σε κατακόρυφο τοίχο, ενώ έχει προσδεθεί στο άκρο της Α, μέσω οριζόντιου νήματος, με τον τοίχο. Στο άκρο της Α, έχει δεθεί και το πάνω άκρο ενός κατακόρυφου ιδανικού ελατηρίου, σταθεράς k=100Ν/m,  στο άλλο άκρο του οποίου ηρεμεί μια σφαίρα Σ μάζας m=4kg.

i) Να υπολογιστούν τα μέτρα της οριζόντιας και της κατακόρυφης συνιστώσας της δύναμης που δέχεται η ράβδος από την άρθρωση, στο άκρο της Β.

ii) Εκτρέπουμε τη σφαίρα κατακόρυφα προς τα κάτω κατά y₁=0,3m και τη στιγμή t₀=0, την αφήνουμε να κινηθεί, με αποτέλεσμα να εκτελέσει αατ.

α) Να βρεθεί η εξίσωση της απομάκρυνσης της σφαίρας σε συνάρτηση με το χρόνο, θεωρώντας την προς τα κάτω κατεύθυνση ως θετική.

β) Να βρεθεί η εξίσωση της τάσης του νήματος σε συνάρτηση με το χρόνο Τ=f(t)  και να παρασταθεί γραφικά.

iii) Σε μια στιγμή που η σφαίρα περνά από την θέση ισορροπίας της, συγκρούεται κεντρικά και ελαστικά με δεύτερη σφαίρα Σ₁, μάζας m₁=2kg, η οποία κινείται κατακόρυφα προς τα πάνω. Να υπολογιστεί η ελάχιστη ταχύτητα της σφαίρας Σ₁, για την οποία μηδενίζεται η τάση του νήματος, που συγκρατεί τη ράβδο.

Δίνεται g=10m/s² .

Απάντηση:

ή

 Μια ισορροπία ράβδου και μια ταλάντωση σφαίρας.

 Μια ισορροπία ράβδου και μια ταλάντωση σφαίρας.