En 1000 kg bil, der rejser 25 miles i sekundet øst, har en kollision med 1500 kg varevogn oprindeligt ved hvile ved hjælp af bevarelse af lineært momentum Hvad er deres fælles hastighed umiddelbart efter kollisionen?

1. Forstå konceptet

Princippet om bevarelse af lineært momentum siger, at det samlede momentum for et lukket system forbliver konstant. I en enklere vilkår, i en kollision, er det samlede momentum før kollisionen lig med det samlede momentum efter kollisionen.

2. Definer variabler

* m1: Massen af ​​bilen (1000 kg)

* v1: Indledende hastighed på bilen (25 miles i sekundet øst)

* m2: Massen af ​​varevognen (1500 kg)

* v2: Indledende hastighed af varevognen (0 m/s)

* vf: Endelig hastighed af bilen og varevognen efter kollisionen (hvad vi vil finde)

3. Konverter enheder

Vi har brug for konsistente enheder. Lad os konvertere miles i sekundet til meter pr. Sekund:

* 1 mil =1609,34 meter

* 25 miles/sekund =25 * 1609,34 m/s ≈ 40233,5 m/s

4. Anvend bevaring af momentum

* momentum før kollision =momentum efter kollision

* (M1 * V1) + (M2 * V2) =(M1 + M2) * VF

5. Løs for den endelige hastighed (VF)

* (1000 kg * 40233,5 m/s) + (1500 kg * 0 m/s) =(1000 kg + 1500 kg) * VF

* 40233500 kg * m/s =2500 kg * VF

* vf =40233500 kg* m / s / 2500 kg

* VF ≈ 16093,4 m/s

Vigtig note: Dette svar er fysisk urealistisk. Den beregnede endelige hastighed er meget højere end lydhastigheden, hvilket er umuligt i en typisk kollision. Dette fremhæver vigtigheden af ​​at overveje følgende:

* Inelastiske kollisioner: Kollisioner i den virkelige verden er sjældent perfekt elastiske. Noget energi går tabt som varme, lyd og deformation af køretøjerne. Dette betyder, at den endelige hastighed vil være lavere end beregnet.

* realistiske hastigheder: Det er meget usandsynligt, at en bil kører med 25 miles i sekundet (40233,5 m/s).

For at gøre dette problem mere realistisk skal du bruge en meget lavere indledende hastighed til bilen.