Legea de conservare a dreptului de conservare a energiei mecanice și impulsul ne permit să găsim soluții la problemele mecanice când forțe necunoscute care acționează. Un exemplu de astfel de probleme este impactul interacțiunii corpurilor.
Stroke (sau coliziune) se numește interacțiune tranzitorie a organelor, ca urmare a care viteza lor prin schimbări semnificative. La momentul impactului dintre ele sunt forțe de șoc scurte, valoarea care este de obicei necunoscuta. Prin urmare, ciocanul nu poate fi văzut în mod direct prin interacțiunea dintre legile lui Newton. Aplicarea legilor de conservare a energiei și de impuls, în multe cazuri, pentru a elimina din luarea în considerare a procesului de coliziune în sine și pentru a obține relația dintre vitezele de corpuri, înainte și după coliziune, ocolind toate valorile intermediare ale acestor cantități.
Interacțiunea cu organismele de șoc au de multe ori să se ocupe în viața de zi cu zi în domeniu și în fizică (în special în fizică și un atom de particule elementare).
Mecanicii sunt adesea folosite două modele de interacțiune șoc - coliziune complet elastică și complet neelastic.
Complet ciocan de impact inelastic se numește interacțiune, în care corpul alăturat (Coalesce), unul cu altul și pentru a muta pe un singur corp.
Atunci când coliziune complet inelastică energie mecanică nu este conservată. Acesta este convertit parțial sau complet în energie internă a corpurilor (încălzire).
Un exemplu de impact complet inelastic poate servi gloanțe lovit (sau coajă) într-un pendul balistic. Pendulul este o cutie cu nisip de masă M. suspendat pe corzi (Fig. 1.21.1). Bullet masa m. zboară orizontal la rateaza cutia si blocat acolo. La deformarea pendulului poate determina viteza unui glonț.
Notăm cutie de viteză cu un glonț în ea blocată prin timp potrivit legii conservării impulsului
Această formulă este aplicabilă nu numai la pendulul balistice, dar, de asemenea, la orice coliziune inelastică a două corpuri cu diferite mase.
pentru m <
deplasarea în continuare a pendulului poate fi calculată folosind legea de conservare a energiei mecanice:
Figura 1.21.1. pendul balistic.
Perfect coliziune elastică se numește o coliziune în care energia mecanică este stocată sistem telefonic.
In multe cazuri, ciocnirea atomilor, molecule și particule elementare se supun legilor coliziune perfect elastică.
Atunci când coliziune complet elastică, împreună cu legea de conservare a impulsului legea de conservare a energiei mecanice.
Un exemplu simplu de coliziune perfect elastică poate fi două bile centrale impact de biliard, dintre care unul era în fața stării de coliziune repaus (fig. 1.21.2).
mingi de volei centrale numit coliziune, viteza la care bilele înainte și după impact sunt îndreptate de-a lungul liniei de centre.
Figura 1.21.2. Absolut rezistente bile împușcat centrale.
În general, masa M1 și M2 bile care se ciocnesc pot fi inegale. Conform legii de conservare a energiei mecanice
În cazul special în care ambele bile au mase identice (m1 = m2), prima bila (u1 = 0) este oprită după coliziune, iar celelalte se misca cu viteza = u2 # 965; 1. t. e. schimb de bile viteze (și, prin urmare, impuls).
Dacă ciocnirea a doua minge a avut de asemenea un nenulă viteză (# 965; 2 ≠ 0), atunci această problemă poate fi ușor redusă la cea precedentă printr-o tranziție într-un nou cadru de referință, care se mișcă uniform într-o linie dreaptă la o viteză de # 965; 2 în raport cu sistemul „fix“. În acest sistem, a doua minge se sprijină înainte de coliziune, iar prima are o lege viteza de compoziție a vitezei # 965; 1 = # 965; 1 - # 965; 2. După ce a definit prin formulele vitezei U1 și U2 bilele de mai sus după ciocnire în noul sistem, aveți nevoie pentru a face trecerea înapoi la sistemul „staționar“.
Astfel, folosind legile conservării energiei mecanice și impuls, viteza poate fi determinată după coliziune de bile în cazul în care acestea sunt cunoscute la viteza de coliziune.
Central (frontală) a lovit foarte rar pus în practică, mai ales în cazul unor coliziuni de atomi sau molecule. Când viteza de excentrică coliziune elastică a particulelor (sfere), înainte și după ciocnire nu este îndreptată de-a lungul aceleiași linii.
Un caz particular de excentrică coliziune impact elastic poate servi două bile de biliard de greutate egală, la una dintre care coliziune a fost fixată, iar a doua viteză nu urmărește linia centrală a bile (Fig. 1.21.3).
Figura 1.21.3. coliziune elastic excentrică bile de aceeași greutate. d - parametrul de impact.
După un off-centru de bile coliziune zbura la un anumit unghi unul de altul. Pentru a determina viteza după impact și trebuie să cunoască poziția liniei mediane la momentul impactului sau reperare rasstoyanied (Fig. 1.21.3), m. E. Distanța dintre două linii trasate prin centrele bile de minge paralelă cu vectorul vitezei proiectilului. În cazul în care masele de bile sunt aceleași, vectorul viteză și bilele după ciocnire elastică întotdeauna îndreptată perpendicular unul pe altul. Este ușor de a arăta, folosind legile de conservare a impulsului și a energiei. Când m1 = m2 = m, aceste legi devin:
Prima dintre aceste ecuații înseamnă că vectorii de viteză. și formează un triunghi (diagrama puls), iar al doilea - ca pentru acest triunghi pitagoreic teoremă, adică, este dreptunghiular ... Unghiul dintre picioare și este egală cu 90 °.
Capitolul 1: Mecanică