Ορμή - Κρούσεις, ΦΥΣ Διαλ.19 1

Σχετικά έγγραφα
Ορμή - Κρούσεις. ΦΥΣ Διαλ.23 1

Κεφάλαιο 8. Ορμή, ώθηση, κρούσεις

Ποια η ταχύτητά του τη στιγµή που έχει περάσει πλήρως από την τρύπα? Λύση µε διατήρηση της ενέργειας. + K f. ! = mg " L & $ !

Σύστηµα αναφοράς κέντρου µάζας

Τμήμα Φυσικής Πανεπιστημίου Κύπρου Χειμερινό Εξάμηνο 2016/2017 ΦΥΣ102 Φυσική για Χημικούς Διδάσκων: Μάριος Κώστα. ΔΙΑΛΕΞΗ 07 Ορμή Κρούσεις ΦΥΣ102 1

Έργο Ενέργεια Παραδείγµατα

ΦΥΣ Πριν αρχίσετε συµπληρώστε τα στοιχεία σας (ονοµατεπώνυµο και αριθµό ταυτότητας).

ΦΥΣ 111 Γενική Φυσική Ι 8 η Εργασία Επιστροφή:

ΛΥΣΕΙΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΥ mu 1 2m. + u2. = u 1 + u 2. = mu 1. u 2, u 2. = u2 u 1 + V2 = V1

ΦΥΣ Πριν αρχίσετε συµπληρώστε τα στοιχεία σας (ονοµατεπώνυµο και αριθµό ταυτότητας).

Έργο Ενέργεια. ΦΥΣ Διαλ.15 1

Ενδεικτικές Λύσεις. Θέµα Α. (α) υ 2 = 0

ΕΡΓΑΣΙΑ 3 ΟΡΜΗ-ΔΙΑΤΗΡΗΣΗ ΤΗΣ ΟΡΜΗΣ

ΕΛΑΤΗΡΙΟ ΚΑΙ ΕΛΑΣΤΙΚΗ ΚΡΟΥΣΗ

( ) Παράδειγµα. Τροχαλία. + ΔE δυν. = E κιν. + E δυν

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΠΟΛΛΑΠΛΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ

ΑΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ/ ΣΤΕΦ 3//7/2013 ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΓΡΑΠΤΗΣ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ

ΕΡΓΑΣΙΑ 3 ΟΡΜΗ-ΔΙΑΤΗΡΗΣΗ ΤΗΣ ΟΡΜΗΣ

Κίνηση σε δύο διαστάσεις

Κέντρο Μάζας - Παράδειγμα

Κεφάλαιο Μ9. Ορµή και κρούση

1. Κινηµατική. x dt (1.1) η ταχύτητα είναι. και η επιτάχυνση ax = lim = =. (1.2) Ο δεύτερος νόµος του Νεύτωνα παίρνει τη µορφή: (1.

2. Οι νόµοι της κίνησης, οι δυνάµεις και οι εξισώσεις κίνησης

ΑΠΛΗ ΑΡΜΟΝΙΚΗ ΤΑΛΑΝΤΩΣΗ ΠΛΑΓΙΑ ΠΛΑΣΤΙΚΗ ΚΡΟΥΣΗ ΚΑΙ ΤΑΛΑΝΤΩΣΗ

1. Για το σύστηµα που παριστάνεται στο σχήµα θεωρώντας ότι τα νήµατα είναι αβαρή και µη εκτατά, τις τροχαλίες αµελητέας µάζας και. = (x σε μέτρα).

ΦΥΣ η Πρόοδος: 18-Νοεµβρίου-2017

ΦΥΣ η Πρόοδος: 18-Νοεµβρίου-2017

ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Β ΛΥΚΕΙΟΥ

Κίνηση σε μία διάσταση

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι Φεβρουάριος 2004

ΕΝΩΣΗ ΚΥΠΡΙΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ

Mηχανή Atwood µε κινούµενη τροχαλία

Α. Η επιτάχυνση ενός σωματιδίου ως συνάρτηση της θέσης x δίνεται από τη σχέση ax ( ) = bx, όπου b σταθερά ( b= 1 s ). Αν η ταχύτητα στη θέση x

4 η Εργασία (Ηµεροµηνία Παράδοσης: )

Παράδειγµα διατήρησης στροφορµής

ΑΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ/ ΣΤΕΦ 16/2/2012 ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ A ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ Ι

Φυσική Γ Λυκείου. Ορμή. Ορμή συστήματος σωμάτων Τ Υ Π Ο Λ Ο Γ Ι Ο Κ Ρ Ο Υ Σ Ε Ω Ν. Θετικού προσανατολισμού

Κεφάλαιο 1 : Μετασχηματισμοί Γαλιλαίου.

1. Σώμα που συγκρούεται ανελαστικά με άλλο σώμα δεμένο στο άκρο οριζοντίου ελατηρίου.

ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Απλή Αρµονική Ταλάντωση - Κρούσεις Ενδεικτικές Λύσεις Θέµα Α

Ορμή. Απλούστερη περίπτωση: σύστημα δυο σωματίων, μάζας m 1 και m 2 σε αποστάσεις x 1 και x 2, αντίστοιχα, από την αρχή ενός συστήματος συντεταγμένων

ΦΥΣ. 131 ΕΡΓΑΣΙΑ # 6

Διαγώνισμα Φυσικής Γ Λυκείου Απλή αρμονική ταλάντωση Κρούσεις

Στροφορµή. ΦΥΣ Διαλ.25 1

ΦΥΣ Διαλ Σύνοψη εννοιών. Κινηµατική: Περιγραφή της κίνησης ενός σώµατος. Θέση και µετατόπιση Ταχύτητα Μέση Στιγµιαία Επιτάχυνση Μέση

ΦΥΣΙΚΗ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ

4.1. Κρούσεις. Κρούσεις. 4.1.Ταχύτητες κατά την ελαστική κρούση Η Ορμή είναι διάνυσμα. 4.3.Κρούση και Ενέργεια.

ΦΥΣ Διάλ Άλγεβρα. 1 a. Άσκηση για το σπίτι: Διαβάστε το παράρτημα Β του βιβλίου

Τμήμα Φυσικής Πανεπιστημίου Κύπρου Χειμερινό Εξάμηνο 2016/2017 ΦΥΣ102 Φυσική για Χημικούς Διδάσκων: Μάριος Κώστα. ΔΙΑΛΕΞΗ 03 Νόμοι κίνησης του Νεύτωνα

5. Το διάγραμμα του σχήματος παριστάνει την ταχύτητα ενός σώματος που εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση σε συνάρτηση με τον χρόνο.


Α. ο σώμα αρχίζει να κινείται όταν η προωστική δύναμη γίνει ίση με τη δύναμη της τριβής. Έχουμε δηλαδή

Διαγώνισμα Φυσικής Β Λυκείου. ~ Ορμή Διατήρηση ορμής ~

Ευθύγραμμη ομαλή κίνηση

p1 p1 p1 p1 p1 p1 p1 mv m p1 m m p1

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ - ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 25/09/16 ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: ΑΡΧΩΝ ΜΑΡΚΟΣ

ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Απλή Αρµονική Ταλάντωση - Κρούσεις Ενδεικτικές Λύσεις - Γ έκδοση

Τα είδη της κρούσης, ανάλογα µε την διεύθυνση κίνησης των σωµάτων πριν συγκρουστούν. (α ) Κεντρική (ϐ ) Εκκεντρη (γ ) Πλάγια

Περι-Φυσικής. Θέµα Α. ιαγώνισµα - Ενεργειακά εργαλεία στην Μηχανική. Ονοµατεπώνυµο: Βαθµολογία % (α) µόνο από το µέτρο της δύναµης.

1. Κίνηση Υλικού Σημείου

ΦΥΣ. 131 ΕΡΓΑΣΙΑ # 6

Κίνηση με σταθερή επιτάχυνση, α(t) =σταθ.

ΨΗΦΙΑΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΒΟΗΘΗΜΑ «ΦΥΣΙΚΗ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ» 1 o ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 2018: ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

ΚΡΟΥΣΕΙΣ. the flipped class project. Διαφάνειες μαθήματος

0 Φυσική Β Λυκείου Διατήρηση της ορμής. Διατήρηση της ορμής. Κώστας Παρασύρης Φυσικός

ΕΝΩΣΗ ΚΥΠΡΙΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ

ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΑ ΣΧΟΛΙΑ Η δύναμη που ασκείται σε ένα σώμα προκαλεί μεταβολή της ταχύτητάς του δηλαδή επιτάχυνση.

ΘΕΜΑ Α: ΔΙΑΡΚΕΙΑ: 180min ΤΜΗΜΑ:. ONOMA/ΕΠΩΝΥΜΟ: ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: ΘΕΜΑ 1 ο ΘΕΜΑ 2 ο ΘΕΜΑ 3 ο ΘΕΜΑ 4 ο ΣΥΝΟΛΟ ΜΟΝΑΔΕΣ

1 Η ΠΡΟΟΔΟΣ. Ενδεικτικές λύσεις κάποιων προβλημάτων. Τα νούμερα στις ασκήσεις είναι ΤΥΧΑΙΑ και ΟΧΙ αυτά της εξέτασης

dx cos x = ln 1 + sin x 1 sin x.

1 η ΟΜΑΔΑ. ΦΥΣ η Πρόοδος: 15-Νοεµβρίου-2008

ΦΥΣ Διαλ Δυναµική

ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι Φεβρουάριος 2013

Physics by Chris Simopoulos

ΕΝΟΤΗΤΑ 1.2: ΑΠΛΗ ΑΡΜΟΝΙΚΗ ΤΑΛΑΝΤΩΣΗ (ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ, ΑΡΧΙΚΗ ΦΑΣΗ, ΣΥΣΤΗΜΑ ΕΛΑΤΗΡΙΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ, ΟΡΜΗ) ΛΥΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΘΕΜΑ Β

Λυμένες ασκήσεις. Έργο σταθερής δύναμης

ΨΗΦΙΑΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΒΟΗΘΗΜΑ «ΦΥΣΙΚΗ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ» 1 o ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 2016: ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

ΦΥΣ Διαλ.12. Παράδειγμα Τάσεων

ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Απλή Αρµονική Ταλάντωση - Κρούσεις Ενδεικτικές Λύσεις Β έκδοση Θέµα Α

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1.1 (ΟΡΙΖΟΝΤΙΑ ΒΟΛΗ - ΚΥΚΛΙΚΗ ΚΙΝΗΣΗ - ΟΡΜΗ) ΚΥΡΙΑΚΗ 20 ΝΟΕΜΒΡΙΟΥ 2016

ΦΥΣΙΚΗ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ

Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΣΩΜΑΤΩΝ ΣΕ ΜΙΑ ΔΙΑΣΤΑΣΗ

11 η Εβδομάδα Δυναμική Περιστροφικής κίνησης. Έργο Ισχύς στην περιστροφική κίνηση Στροφορμή

ΕΝΟΤΗΤΑ 1.2: ΑΠΛΗ ΑΡΜΟΝΙΚΗ ΤΑΛΑΝΤΩΣΗ (ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ, ΑΡΧΙΚΗ ΦΑΣΗ, ΣΥΣΤΗΜΑ ΕΛΑΤΗΡΙΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ, ΟΡΜΗ) 2ο set - μέρος Α - Απαντήσεις ΘΕΜΑ Β

ΜΑΘΗΜΑ 2.2 ΑΡΧΗ ΔΙΑΤΗΡΗΣΗΣ ΤΗΣ ΟΡΜΗΣ

Ασκήσεις (διάφορες, στροφορμής και δυναμικής συστήματος σωματιδίων)

Κρούσεις. A. Ανάλογα με τη διεύθυνση των ταχυτήτων πριν την κρούση.

( ) ) V(x, y, z) Παραδείγματα. dt + "z ˆk + z d ˆk. v 2 =!x 2 +!y 2 +!z 2. F =! "p. T = 1 2 m (!x2 +!y 2 +!z 2

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗΣ 2019

ΕΝΟΤΗΤΑ 1.2 ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΣΕ ΜΙΑ ΔΙΑΣΤΑΣΗ

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΕΦΑΛΑΙΑ 5 ΚΑΙ 1 (ΚΡΟΥΣΕΙΣ - ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ) ΚΥΡΙΑΚΗ 15 ΝΟΕΜΒΡΙΟΥ 2015 ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ 3

ΑΡΧΗ 1ης ΣΕΛΙΔΑΣ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ : ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΤΑΞΗ : Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΠΕΡΙΟΔΟΥ : ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΣ 2015 ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ : 7

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 25/09/16 ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: ΑΡΧΩΝ ΜΑΡΚΟΣ

E = 1 2 k. V (x) = Kx e αx, dv dx = K (1 αx) e αx, dv dx = 0 (1 αx) = 0 x = 1 α,

2) Ορμή και ρυθμός μεταβολής της στην κυκλική κίνηση. 3) Ένα σύστημα σωμάτων σε πτώση. 4) Ένα σύστημα επιταχύνεται. Γ) Ορμή και διατήρηση ορμής

Κεφάλαιο 8 Ορμή, Ώθηση και Κρούσεις

των δύο σφαιρών είναι. γ.

ΕΡΓΟ - ΕΝΕΡΓΕΙΑ F 2 F 3 F 1 F 4

11 η Εβδομάδα Δυναμική Περιστροφικής κίνησης. Έργο Ισχύς στην περιστροφική κίνηση Στροφορμή Αρχή διατήρησης στροφορμής

Transcript:

Ορμή - Κρούσεις, ΦΥΣ 131 - Διαλ.19 1

ΦΥΣ 131 - Διαλ.19 2 Κρούσεις σε 2 διαστάσεις q Για ελαστικές κρούσεις! p 1 + p! 2 = p! 1! + p! 2! όπου p = (p x,p y ) Δηλαδή είναι 2 εξισώσεις, µια για κάθε διεύθυνση (x,y) και υπάρχει και µια τρίτη εξίσωση λόγω διατήρησης της µηχανικής ενέργειας Αν m 1, m 2, v 1, v 2 είναι γνωστά τότε έχουµε 3 εξισώσεις µε 4 αγνώστους p' 1x, p' 1y, p' 2x, p' 2y Ø Εποµένως χρειαζόµαστε κάτι ακόµα για τη τελική κατάσταση

ΦΥΣ 131 - Διαλ.19 3 Κρούσεις σε 2 διαστάσεις - Παράδειγµα Ø Το σώμα 1 πριν την κρούση κινείται με ταχύτητα v 1i ενώ το σώμα 2 είναι σε ηρεμία v 2i =0 Πριν τη κρούση Ø Στη x-διεύθυνση η αρχική ορμή είναι m 1 v 1i Ø Στη y-διεύθυνση η αρχική ορμή είναι μηδέν q Μετά την κρούση τα σώματα κινούνται με κάποιες γωνίες θ και φ ως προς την x-διεύθυνση Μετά την κρούση Το σώμα 1 έχει ταχύτητα:! 1x! 2x =! 1 cos" =! 2 cos" q Μετά την κρούση τα σώματα έχουν συνιστώσες ταχύτητας στη y-διεύθυνση. Το σώμα 1 έχει ταχύτητα: ενώ το σώμα 2 έχει ταχύτητα:! 1y! 2y =! 1 sin" =! 2 sin" Η ορµή στην x-διεύθυνση είναι m 1! 1 cos" + m 2! 2 cos# ( ) Η ορµή στην y-διεύθυνση είναι m 1! 2 sin" + m 2! 2 sin #$! m 1 " 2 sin# $ m 2 " 2 sin%! 2y =! 2 sin ("#) (κανονικά )

Μεθοδολογία λύσης ασκήσεων q Προσδιορίστε ένα σύστηµα συντεταγµένων και ορίστε τις ταχύτητες των σωµάτων του συστήµατος ως προς τους άξονες αυτού του συστήµατος q Σχεδιάστε και προσδιορίστε όλα τα διανύσµατα των ταχυτήτων και ότι άλλη πληροφορία σας δίνεται στο πρόβληµα q Γράψτε τις εξισώσεις για την x- και y- συνιστώσα της ορµής κάθε σώµατος πριν και µετά την κρούση. Μην ξεχνάτε τα απαραίτητα πρόσηµα ανάλογα µε τη διεύθυνση q Γράψτε τις εξισώσεις για την ολική ορµή του συστήµατος στην x-διεύθυνση πριν και µετά την κρούση και εξισώστε Επαναλάβετε και για την ολική ορµή στην y-διεύθυνση q Εξετάστε το είδος της κρούσης: Ø Για µη ελαστική κρούση, η µηχανική ενέργεια δεν διατηρείται και θα χρειάζεστε και άλλες πληροφορίες από το πρόβληµα. Ø Για πλαστική κρούση, τα σώµατα έχουν την ίδια ταχύτητα µετά την κρούση. Λύστε τις εξισώσεις των ορµών ως προς τους αγνώστους. Ø Για ελαστική κρούση, η µηχανική ενέργεια διατηρείται. Εξισώστε την µηχανική ενέργεια πριν και µετά την κρούση για να βρείτε επιπλέον σχέσεις µεταξύ των ταχυτήτων ΦΥΣ 131 - Διαλ.19 4

Κρούσεις - Παραδείγματα ΦΥΣ 131 - Διαλ.19 5 q Θα αποδείξουμε ότι σε ελαστική μη κεντρική κρούση δύο σωμάτων ίδιας μάζας, ένα εκ των οποίων αρχικά είναι ακίνητο, η γωνία μεταξύ των διανυσμάτων των τελικών ταχυτήτων είναι πάντοτε 90 ο m 1 v 1 Πριν ŷ m 2 q Από διατήρηση της ορμής έχουμε: (1) ˆ x mv 1 + 0 = m! v 1 cos" 1 + m! v 2 cos" 2 (2) ˆ y 0 + 0 = m! v 1 sin" 1 # m! v 2 sin" 2 q Από διατήρηση της ενέργειας έχουμε: 1 2 mv 2 1 + 0 = 1 2 m v 12! + 1 2 m v! 2 2 (3)! v 2 1 = v 1 " 2 + v "! v 2 1 # v 1 " 2 # v " = 0 Έχουμε 3 εξισώσεις και θέλουμε να ξέρουμε θ 1 +θ 2 xˆ θ 1 θ 2! v 1 = v 1 " cos# 1 + v " 2 cos# 2! 0 = " v 1 sin# 1 $ " v 2 sin# 2 Μετά

ΦΥΣ 131 - Διαλ.19 6 Παράδειγμα (συνέχεια) Υψώνουμε στο τετράγωνο τις σχέσεις (1) και (2) οπότε και παίρνουμε (1) v 1 = v 1! cos" 1 + v! 2 cos" 2! v 2 1 = v 1 " 2 cos 2 # 1 + " v cos 2 # 2 + 2 v 1 " v " 2 cos# 1 cos# 2 (2) 0 = v 1! sin" 1 #! v 2 sin" 2! 0 = v 1 " 2 sin 2 # 1 + v " sin 2 # 2 $ 2 v 1 " v " 2 sin# 1 sin# 2 Προσθέτοντας τις δύο παραπάνω σχέσεις παίρνουμε: v 2 1 = v 1! 2 + v! + 2 v 1! v! 2 (cos" 1 cos" 2 # sin" 1 sin" 2 ) cos(! 1 +! 2 ) = cos! 1 cos! 2 " sin! 1 sin! 2 Άρα καταλήγουμε με την σχέση: (3) v 2 1 = v 1! 2 + v! + 2 v 1! v! 2 cos(" 1 + " 2 ) # v 2 1! v 1 " 2! v " = 2 v 1 " v " 2 cos(# 1 + # 2 ) Το αριστερό μέλος όμως είναι η (3) και επομένως 2 v 1! v! 2 cos(" 1 + " 2 ) = 0 # cos(" 1 + " 2 ) = 0 # " 1 + " 2 = 90 0 Σε 2-D τα σώματα είναι 90 ο μακριά. Για 1-D η θ 1 δεν ορίζεται

ΦΥΣ 131 - Διαλ.19 7 Παράδειγμα Ελαστική κρούση που περιέχει μάζες και ελατήρια. v 1 v 2 m 1 m 2 Tη χρονική στιγμή t', η μάζα m 1 έχει ταχύτητα v' 1 και το ελατήριο συσπειρώνεται. Ποια είναι η ταχύτητα v' 2 τη στιγμή t'? Ø Από διατήρηση της ορμής:!!!! m 1 v 1 + m 2 v 2 = m 1 v 1! + m 2 v! 2 Mόνο η v' 2 είναι άγνωστη Ø Από διατήρηση της ενέργειας: 1 2 m 1v 2 1 + 1 2 m 2v = 1 2 m v 12! 1 + 1 2 m v! Αυτή η σχέση δίνει την συσπείρωση του ελατηρίου την χρονική στιγμή t' 1 + 1 2 kx 2

ΦΥΣ 131 - Διαλ.19 8 Παράδειγμα - Πλαστική κρούση 1-D m v Πριν M M+m Μετά Από διατήρηση της ορμής: m v! + 0 = (m + M) v!!! v! " =! m v M + m!! v Αν οι μάζες ήταν ίδιες τότε Μ=m και η παραπάνω σχέση δίνει: v! = 2 Παρατηρούμε ότι η κινητική ενέργεια πριν και μετά την κρούση είναι: K i = 1 2 mv2 K = 1 2 (2m) v! 2 = m v2 4 = K i 2 "!K = K " K i = "m v2 4 Ένα μέρος της ενέργειας έχει χαθεί σε μορφή θερμότητας.

ΦΥΣ 131 - Διαλ.19 9 Παράδειγμα Πλαστική κρούση 2-D m v 30 ο 45 ο u=? 2m θ=? v m Πριν την κρούση p x = mvcos30 0 + mvcos45 0 p y =!mvsin30 0 + mvsin45 0 Σύμφωνα με τη διατήρηση της ορμής: p x =! p x p y =! p y (1) (2) Ποια είναι η τελική ταχύτητα u και η γωνία θ? Η ορμή p είναι ένα διάνυσμα. Επομένως όπως έχουμε δει αυτό σημαίνει διατήρηση ως προς κάθε κατεύθυνση (αν ήμασταν στο χώρο 3-d) Μετά την κρούση! p x = 2m" cos#! p y = 2m" sin# Δηλαδή 2 εξισώσεις με 2 αγνώστους (υ και θ) Διαιρώντας την (1) με την (2) έχουμε: 1 2! 1 2 = tan" # " = 7.5 Aπό την εξίσωση: p x 3 2 + 1 2 3 1 0 = p" x! mv( + ) = 2m# cos 7.5! # = 0.79v

ΦΥΣ 131 - Διαλ.19 10 Προβλήματα ορμής/ώθησης με μεταβαλλόμενη μάζα Τρένο κινείται με σταθερή ταχύτητα, v=1m/sec, κάτω από ένα σιλό το οποίο αποθέτει σιτάρι με ρυθμό 1kgr/sec. Τι δύναμη χρειάζεται για να συνεχίσει να κινείται το τρένο? Λύση Ποιο είναι το σύστημά μας? Το τρένο και το σιτάρι στο τρένο dm =1kgr /sec ρυθμός αύξησης του σιταριού dt v Σιτάρι που πέφτει: p x = 0 αλλά υπάρχει p y. Χτυπά στο τρένο, οπότε p y= 0, ενώ αναπτύσσει p x To τρένο πρέπει να προσφέρει τη δύναμη για την αλλαγή αυτή της ορμής Το τρένο έχει σαν «εργαλεία» την κάθετη δύναμη και την τριβή Το σιτάρι ασκεί στο τρένο ίση και αντίθετη δύναμη και το τρένο επιβραδύνεται Η μηχανή είναι αυτή που πρέπει να δώσει την ώθηση που χρειάζεται

ΦΥΣ 131 - Διαλ.19 11 Τρένο (συνέχεια) Θεωρείστε ένα μικρό χρονικό διάστημα Δt M = M i + dm dt!t p x i = M i v p x αφού θέλουμε v τρένου =σταθ. I x =!p x = F x!t = p x " = M i + dm # $ dt!t % & ' v " p x i F x = dm dt v =1 m sec!1kgr sec =1N = v dm dt!t # Αλλαγή της μάζας του τρένου Αυτή είναι η δύναμη που πρέπει να αναπτυχθεί από την μηχανή του τρένου ώστε το τρένο να εξακολουθεί να κινείται με σταθερή ταχύτητα

ΦΥΣ 131 - Διαλ.19 12 2 ο Παράδειγμα - Πύραυλοι, αεροπλάνα κλπ q Κίνηση πυραύλων Κλασσικό πρόβλημα Πύραυλος με αρχική μάζα M Π Εκτοξεύει μάζα με ταχύτητα V εκτ (σχετικά με τον πύραυλο). Ποια είναι η ταχύτητα όταν η μάζα του είναι m Λύση Για ένα απομονωμένο σύστημα (πύραυλος-εξάτμιση) ξέρουμε ότι dp dt = 0! p = "#$%. Ας υποθέσουμε ότι η μάζα του πυραύλου αλλάζει από Μ+dm σε Μ και η ταχύτητά του από v σε v+dv dm dm Μ Μ i =M+dm v v-v εκτ Μ v+dv

Πύραυλος ΦΥΣ 131 - Διαλ.19 13 Εφαρμόζοντας διατήρηση της ορμής έχουμε: p i = p! ( M + "m)v = M v + "v ( ) + "m( v # v $%& ) ( )! Mv + v"m = Mv + M "v + v"m # v $%& "m! M "v = v #$% "m Έστω τώρα ότι Δt 0 τότε Δm dm και ΔΜ dm ενώ dm = -dm. Δt 0 dm! Mdv = "v #$% dm! dv = "v #$% M v M dm! " dv = #v $%& v i "! v # v i = #v $%& ln M M i M ( )! v = v i " v #$% ln M " ln M i M M ( ) Mi %! v = v i + v "#$ ln M ( i ' * Απειρίζεται καθώς το M & ) 0 Αν η αρχική µάζα του πυραύλου είναι M = 10 x m è v = 2.3v εκτ Αν η µάζα είναι Μ = 100 x m è v = 4.6v εκτ Το κέρδος σε ταχύτητα πολύ μικρό μεγαλώνοντας την μάζα του πυραύλου