Hvordan beregner du hvor meget mekanisk energi, der går tabt i en uelastisk kollision?

Forståelse af inelastiske kollisioner

* Inelastiske kollisioner er kollisioner, hvor kinetisk energi ikke * konserveres. Nogle af den kinetiske energi omdannes til andre former for energi, som varme, lyd eller deformation af de involverede objekter.

Beregning af energitab

1. indledende kinetisk energi (KE₁): Beregn systemets samlede kinetiske energi * før * kollisionen.

* Ke₁ =1/2 * m₁ * V₁² + 1/2 * m₂ * V₂²

* m₁ og m₂ er masserne af objekterne

* V₁ og V₂ er de oprindelige hastigheder for objekterne

2. endelig kinetisk energi (KE₂): Beregn systemets samlede kinetiske energi * efter * kollisionen.

* Ke₂ =1/2 * (m₁ + m₂) * V²

* (m₁ + m₂) er den samlede masse af systemet

* V er den endelige hastighed for de kombinerede objekter (eller den endelige hastighed for hvert objekt, hvis de ikke klæber sammen)

3. energitab (ΔKe): Træk den endelige kinetiske energi fra den indledende kinetiske energi.

* ΔKe =ke₁ - ke₂

eksempel

Lad os sige, at vi har en 2 kg bil (M₁), der kører ved 10 m/s (V₁), der kolliderer med en stationær 1 kg bil (M₂) i hvile (V₂ =0). Efter kollisionen klæber de to biler sammen og bevæger sig med en endelig hastighed (V) på 6,67 m/s.

1. ke₁:

* Ke₁ =1/2 * 2 kg * (10 m/s) ² + 1/2 * 1 kg * (0 m/s) ² =100 j

2. ke₂:

* Ke₂ =1/2 * (2 kg + 1 kg) * (6,67 m/s) ² =66,7 J

3. ΔKe:

* ΔKe =100 J - 66,7 J =33,3 J

Derfor blev 33,3 joules af mekanisk energi tabt i kollisionen. Denne energi blev omdannet til andre former, som varme, lyd og deformation af bilerne.

Nøglepunkter

* Jo større energitab, jo mere uelastisk er kollisionen.

* I en perfekt elastisk kollision er der intet energitab (ΔKe =0).

* Energitabet er altid positivt, da en eller anden kinetisk energi altid går tabt i en uelastisk kollision.