Si una bola de 5 libras que se mueve 2 mph y una bola de 1 libra que se mueve 5 mph se golpean de frente, ¿qué pasaría en una colisión perfectamente elástica?

Conservación del impulso (com)

m (1) u (1) + m (2) u (2) = m1v1) + m (2) v (2)

u (1) = 2, u (2) = -5 viajan en direcciones opuestas

5 (2) +1 (-5) = 5 v (1) + v (1)

5v (1) + v (2) = 5“, ecuación 1

Ley de restitución de Newton (v (1) -v (2)) / (u (1) -u (2)) = -e = -1, (perfectamente elástica)

[v (1) -v (2)] / (2–-5) = [v (1) -v (2)] / 7 = -1

v (1) -v (2) = -7“, ecuación 2

5v (1) + v (2) = 5

v (1) – v (2) = – 7

6v (1) = – 2, v (1) = (-1/3) mph y

v (2) = + (20/3) mph

Entonces, después de la colisión, la dirección de la masa más grande cambia de + 5 mph a (-1/3) mph

Y la dirección de la masa más pequeña cambia de -5 mph a +6 y [2/3] mph (20/3)

KE b4 la colisión = (1/2) [5 (2) ^ 2 + 1 (5) ^ 2] = 22.5 unidades

KE después de la colisión = (1/2) [5 (1/3) ^ 2 + 1 (20/3) ^ 2] = 22.5 unidades

No hay pérdida de KE total debido a la colisión, esto se debe a que e = 1. Si e <1, habría habido una pérdida de KE.

También existe la situación en la que ambos objetos van en la misma dirección, el objeto más pequeño y más rápido golpea al más grande y más lento desde atrás.

Usted requiere que deben golpear “de frente”

También podría hacer muchas, muchas otras preguntas de la misma forma, como “si levanto dos bolas de una cuna de Newton y las libero, ¿cuántas bolas se levantan del otro lado después de la colisión?” ¿Son dos bolas? ¿O una pelota dos veces más alta? ¿O tres bolas de dos tercios de altura?

O bien, su pregunta también funciona con ambas bolas que viajan en la misma dirección, siempre que la que se mueve más rápido se dispare después de la más lenta y la atrape.

La conservación del momento te dice: m1 * u1 + m2 * u2 = m1 * v1 + m2 * v2
La conservación de energía le dice: 0.5 * (m1 * u1 ^ 2 + m2 * u2 ^ 2) = 0.5 * (m1 * v1 ^ 2 + m2 * v2 ^ 2)

Estas dos ecuaciones simultáneas contienen seis variables y permiten eliminar una de ellas, lo que le permite eliminar una (v2, por ejemplo) y conectar las cuatro que conoce (m1 = 5, u1 = 1, m2 = 1, u2 = -5 observando el signo negativo) y calcule el otro (v1). Luego, puede regresar y calcular v2. Buena suerte. Necesitará una hoja de papel grande (para hacerlo primero en el caso general), y mucha paciencia … o acceso a Mathematica … o el suministro de una respuesta final por parte de otra persona, aquí, en Quora.

Usa las ecuaciones para tu tarea your Buena suerte

Usa la ecuación POCOM.