La conservación de la energía cinética

En algunos tipos de colisiones, llamado colisiones elásticas, la energía cinética y el ímpetu se conservan. ¿Qué colisiones elásticas parecen? En general, no hay deformación permanente de cualquiera de los objetos de una colisión elástica. Los objetos involucrados inicialmente podría deformarse, pero inmediatamente retorna a su forma original. Estas son las ecuaciones de conservación de estos factores:

KE_o = KE_F

pag_o p =_F

Echa un vistazo a esta idea en acción: Supongamos que estás en un coche cuando se pulsa el coche delante de usted (elásticamente - ninguna deformación del parachoques está implicado), que comenzó en reposo. Usted sabe que el momento siempre se conserva, y usted sabe que el coche delante de usted se detuvo cuando le pegas, por lo que si su coche es el coche 1 y el otro es el coche 2, se obtiene la siguiente ecuación:

metro₁v_f1 +metro₂v_f2 = metro₁v_o1

Esta ecuación no se puede decir lo v_f1y v_f2 son, porque hay dos incógnitas y sólo una ecuación. No se puede resolver, ya sea para v_F1 o v_F2 exactamente en este caso, incluso si conoce las masas y v_o1. Así que para resolver tanto para velocidades finales, necesita otra ecuación para limitar lo que está pasando aquí. Eso significa que el uso de la conservación de la energía cinética.

La colisión fue uno elástico, por lo que la energía cinética se de hecho conserva. Eso significa que

Con dos ecuaciones y dos incógnitas, v_f1 y v_f2, se puede resolver para aquellas incógnitas en cuanto a las masas y v_o1.

Es probable que no se le pedirá que resolver cuestiones de este tipo en las pruebas físicas, ya que, además de ser dos ecuaciones simultáneas, la segunda ecuación tiene una gran cantidad de velocidades al cuadrado en el mismo. Pero es uno que puede ver en la tarea. Cuando se hacen las cuentas, se obtiene

Video: Conservación de la Energía mecánica Aplicación - Conservation of Energy

y

Video: Energia Cinética

Este es el resultado más importante que se obtiene a partir de problemas que sólo tiene que utilizar la conservación de momentum- en este tipo de problemas, puede resolver de una sola velocidad final. A continuación, utilizando tanto la conservación del momento y la energía cinética, puede resolver para velocidades finales ambos objetos.

Sin embargo, recuerde que las fórmulas en esta sección de trabajo sólo en el caso especial de una colisión elástica. Además, se necesitan las fórmulas que ser modificado si la velocidad inicial de la segunda objeto no fue cero.

Ejemplo de pregunta

1. Usted está en un coche que golpea el coche en reposo delante de usted. Si usted y la masa de su coche es 1.000,0 kg, la masa del coche y el conductor delante de usted es 900,0 kg, y si usted comenzó a los 44 m / s, ¿cuáles son las velocidades finales de los dos coches?

   Supongamos que la colisión es elástica y toda la acción sucede en la misma línea que su dirección original de la marcha.

   La respuesta correcta es que su coche se mueve 2,3 m / s, y el otro coche se mueve 46 m / s.

1. Usted sabe que esta colisión es elástica y el segundo coche comienza en reposo, por lo que puede utilizar las ecuaciones dadas anteriormente en esta sección. Utilice esta ecuación para calcular la velocidad final de su coche:

   

2. Enchufe los números:

   

3. Utilice esta ecuación para calcular la velocidad final del otro vehículo:

   

4. Enchufe los números:

   

preguntas de práctica

1. A 160-g disco de hockey que viaja a 60,0 m / s realiza un puck estacionario con la misma masa. ¿Cuáles son las velocidades finales de los discos, ya que la colisión es elástica y que todo movimiento tiene lugar a lo largo de la misma línea?

2. Usted está conduciendo un auto de choque a los 23 m / s, y golpear a otro coche de choque que está en reposo. Si usted y su coche tiene una masa de 300 kg, y la masa del otro coche y el conductor es de 240 kg, ¿cuáles son las velocidades finales de los coches?

A continuación se presentan las respuestas a las preguntas de la práctica:

1. 0, 60 m / s

1. Utilice esta ecuación para calcular la velocidad final del primer disco:

   

2. Sustituyendo los números que da:

   

3. Utilice esta ecuación para calcular la velocidad final del segundo disco:

   

4. Poner en los números que da:

   

   Tenga en cuenta que cuando las masas son los mismos, el primer disco se detiene, y el segundo disco se quita con la misma velocidad que el primer disco tenía.