Hvordan finder du den endelige hastighed af to objekter koblet?

forståelse af koncepterne

* bevarelse af momentum: Det samlede momentum for et system forbliver konstant i fravær af eksterne kræfter. Momentum er et mål for et objekts masse i bevægelse (p =mv, hvor p er momentum, m er masse, og v er hastighed).

* perfekt uelastisk kollision: Dette er den type kollision, hvor to genstande klæber sammen efter kollidering. I dette scenarie ser vi i det væsentlige på de to objekter, der bliver et enkelt, kombineret objekt.

formlen

Formlen for at finde den endelige hastighed af to objekter, der er kombineret sammen i en perfekt uelastisk kollision, er:

`` `

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

`` `

Hvor:

* m1 =Masse af det første objekt

* v1 =Indledende hastighed for det første objekt

* m2 =Masse af det andet objekt

* v2 =Indledende hastighed for det andet objekt

* vf =Endelig hastighed af det kombinerede objekt

trin for at løse

1. Identificer masserne: Bestem masserne af begge objekter (M1 og M2).

2. Identificer de indledende hastigheder: Bestem de indledende hastigheder for begge objekter (V1 og V2). Vær opmærksom på retningen (positiv eller negativ) af hastighederne.

3. Anvend bevarelse af momentumformel: Sæt værdierne i formlen ovenfor.

4. Løs for VF: Omarranger ligningen til at isolere VF:

`` `

vf =[(m1 * v1) + (m2 * v2)] / (m1 + m2)

`` `

eksempel

Forestil dig et 10 kg (M1) objekt, der bevæger sig ved 5 m/s (V1) til højre, kolliderer med et 5 kg (M2) objekt, der bevæger sig ved 2 m/s (V2) til venstre. Lad os finde den endelige hastighed for det kombinerede objekt:

1. Masser: m1 =10 kg, m2 =5 kg

2. hastigheder: V1 =5 m/s (til højre), V2 =-2 m/s (venstre, så negativ)

3. Formel: (10 kg * 5 m/s) + (5 kg * -2 m/s) =(10 kg + 5 kg) * VF

4. Løs for VF: (50 kg*m/s) + (-10 kg*m/s) =(15 kg)*VF

* 40 kg * m/s =15 kg * VF

* vf =40 kg* m / s / 15 kg

* vf =2,67 m/s (ca.

Derfor er den endelige hastighed af det kombinerede objekt 2,67 m/s til højre.

Vigtige overvejelser

* retning: Vær opmærksom på retningen af ​​de indledende hastigheder, når du tilslutter dem til formlen. Brug en skiltkonvention (f.eks. Højre er positiv, venstre er negativ).

* eksterne kræfter: Formlen antager, at ingen eksterne kræfter, der virker på systemet under kollisionen. Hvis der er eksterne kræfter, vil momentumet ikke blive bevaret, og den endelige hastighed vil være anderledes.

Fortæl mig, hvis du har flere spørgsmål eller vil udforske andre scenarier!