Удар абсолютно упругих и неупругих тел
Особенности механизма неупругих и упругих столкновений. Закон сохранения импульса и механической энергии при центральном абсолютно упругом и неупругом ударе на примере ударного взаимодействия двух шаров. Последовательность механических явлений при ударе.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 07.08.2015 |
| Размер файла | 207,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Удар абсолютно упругих и неупругих тел
Общие понятия.
Удар (соударение) - столкновение двух или более тел, при котором взаимодействие длится очень короткое время. Например, столкновение бильярдных шаров, удар человека о землю при прыжке с поезда.
Система тел в процессе соударения - замкнутая система. Силы взаимодействия между сталкивающимися телами (ударные или мгновенные силы) столь велики, что внешними силами, действующими на них, можно пренебречь. Это позволяет систему тел в процессе их соударения приближенно рассматривать как замкнутую систему и применять к ней законы сохранения.
Сущность удара. Кинетическая энергия относительного движения соударяющихся тел на короткое время преобразуется в энергию упругой деформации.
Во время удара имеет место перераспределение энергии между соударяющимися телами. Наблюдения показывают, что относительная скорость тел после удара не достигает своего прежнего значения. Это объясняется тем, что нет идеально упругих тел и идеально гладких поверхностей.
Коэффициент восстановления - отношение нормальных составляющих относительной скорости тел после () и до () удара.
Если , то такие тела - абсолютно неупругие.
Если , то такие тела - абсолютно упругие.
Примеры: для стальных шаров ; для слоновой кости ; для свинца .
Линия удара - прямая, проходящая через точку соприкосновения тел и нормальная к поверхности их соприкосновения.
Центральный удар - удар, при котором тела до удара движутся вдоль прямой, проходящей через их центры масс.
Центральный абсолютно упругий удар.
Абсолютно упругий удар - столкновение двух тел, в результате которого в обоих взаимодействующих телах не остается никаких деформаций и вся кинетическая энергия, которой обладали тела до удара, после удара снова превращается в кинетическую энергию. Следует отметить, что это идеализация.
Исходные данные. Сталкиваются шары массами и ; скорости шаров до удара - и , после удара - и .
В случае прямого центрального удара векторы скоростей шаров до и после удара лежат на прямой линии, соединяющей их центры.
Проекции векторов скорости на эту линию равны модулям скоростей. Их направления учитываются знаками: положительное значение приписывается движению вправо, отрицательное - движению влево. Выполняются законы сохранения импульса и энергии.
Рисунок . Сталкиваются шары массами и ; скорости шаров до удара - и , после удара - и .
Законы сохранения импульса и механической энергии (записаны при сделанных выше допущениях)
Скорости тел после абсолютно упругого удара
После преобразования законов сохранения
; (*)
; (**)
.
Решая (*) и (**), получим
Частные случаи
Шары с одинаковыми массами - обмениваются энергией.
;
;
.
Второй шар покоится
-
- ,
- .
-
- ,
- .
Рисунок - Если второй шар до удара висел неподвижно, то после удара остановится первый шар, а второй будет двигаться с той же скоростью и в том же направлении, в котором двигался первый шар до удара
- ,
- .
Рисунок - Первый шар продолжает двигаться в том же направлении, как и до удара, но с меньшей скоростью. Скорость второго шара после удара больше, чем скорость первого после удара
-
- . (37)
Рисунок - Направление движения первого шара при ударе изменяется - шар отскакивает обратно. Второй шар движется в ту же сторону, в которую двигался первый шар до удара, но с меньшей скоростью, т.е. .
-
- ,
- . (38)
Пример, столкновение шара со стеной.
Центральный абсолютно неупругий удар
Абсолютно неупругий удар - столкновение двух тел, в результате которого тела объединяются, двигаясь дальше как единое целое.
Пример: шары из пластилина, движущиеся навстречу друг другу.
Исходные данные. Сталкиваются шары массами и ; скорости шаров до удара - и , - общая скорость шаров после удара.
Общая скорость шаров после удара
(39)
Вычисляется согласно закону сохранения импульса:
.
Движение шаров навстречу друг другу. Шары будут продолжать двигаться вместе в ту сторону, в которую двигался шар, обладающий большим импульсом. упругий столкновение энергия удар
Рисунок - Движение шаров навстречу друг другу
О законе сохранения механической энергии.
В процессе центрального абсолютно неупругого удара шаров между ними действуют силы, зависящие не от самих деформаций, а от их скоростей, поэтому эти силы подобны силам трения и закон сохранения механической энергии не соблюдается.
Вследствие деформации происходит «потеря» кинетической энергии, перешедшей в тепловую или другие формы энергии.
Разность кинетических энергий тел до и после абсолютно неупругого удара
Или, учитывая выражение для
Случай (ударяемое тело первоначально неподвижно)
, (42)
Если (масса неподвижного тела очень большая), то и почти вся кинетическая энергия при ударе переходит в другие виды энергии. Поэтому для получения значительной деформации наковальня должна быть массивнее молота.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Исследование механизма упругих и неупругих столкновений, изучение законов сохранения импульса и энергии. Расчет кинетической энергии при абсолютно неупругом ударе и описание механизма её превращения во внутреннюю энергию, параметры сохранения импульса.
лабораторная работа [129,6 K], добавлен 20.05.2013Удар абсолютно упругих и неупругих тел. Закон сохранения импульса и сохранения момента импульса. Физический смысл соударения упругих и неупругих тел. Практическое применение физического явления соударения тел. Механический метод разрушения пород.
контрольная работа [240,4 K], добавлен 16.09.2013Сущность понятия "удар"; измерение параметров ударного взаимодействия тел. Применение законов сохранения механической энергии и импульса при столкновении; изменение ударных сил с течением времени. Последовательность механических явлений при ударе.
презентация [26,4 K], добавлен 04.08.2014Изучение законов сохранения импульса и механической энергии на примере ударного взаимодействия двух шаров. Определение средней силы удара, коэффициента восстановления скорости и энергии деформации шаров. Абсолютно упругий, неупругий удар, элементы теории.
контрольная работа [69,4 K], добавлен 18.11.2010Коэффициент восстановления. Кинематическое предположение Ньютона. Соударение точки с гладкой поверхностью. Постановка общей задачи о соударении. Нахождение ударного импульса. Изменение кинетической энергии. Абсолютно упругий и абсолютно неупругий удары.
презентация [399,7 K], добавлен 30.07.2013Проверка основного закона динамики вращательного движения и определение момента инерции динамическим методом. Законы сохранения импульса и механической энергии на примере ударного взаимодействия двух шаров. Вращательное движение на приборе Обербека.
лабораторная работа [87,7 K], добавлен 25.01.2011Порядок и основные этапы взаимодействия электронов с веществом. Процесс рассеяния электронов, отличительные признаки упругих и неупругих столкновений. Метод Монте-Карло в задачах переноса частиц в веществе. Этапы алгоритма решения поставленной задачи.
реферат [84,4 K], добавлен 23.12.2010Понятие абсолютно черного тела. Максвелловская теория электромагнетизма. Релятивистский закон сохранения энергии – массы. Теория относительности А. Эйнштейна. Поглощательная способность тела. Закон теплового излучения Г. Кирхгофа, Стефана-Больцмана.
реферат [748,6 K], добавлен 30.05.2012Понятие механической системы; сохраняющиеся величины. Закон сохранения импульса. Взаимосвязь энергии и работы; влияние консервативной и результирующей силы на кинетическую энергию частицы. Момент импульса материальной точки; закон сохранения энергии.
курсовая работа [111,6 K], добавлен 06.12.2014Анализ механической работы силы над точкой, телом или системой. Характеристика кинетической и потенциальной энергии. Изучение явлений превращения одного вида энергии в другой. Исследование закона сохранения и превращения энергии в механических процессах.
презентация [136,8 K], добавлен 25.11.2015Теоретические сведения о физических явлениях, возникающих при столкновении твердых тел. Проверка законов сохранения импульса и энергии для случаев прямого и косого центральных ударов тел. Определение для заданных случаев коэффициента восстановления.
лабораторная работа [193,9 K], добавлен 05.05.2011Гидроаэромеханика. Законы механики сплошной среды. Закон сохранения импульса. Закон сохранения момента импульса. Закон сохранения энергии. Гидростатика. Равновесие жидкостей и газов. Прогнозирование характеристик течения. Уравнение неразрывности.
курсовая работа [56,6 K], добавлен 22.02.2004Ускорение как непосредственный результат действия силы на тело. Теорема о кинетической энергии. Законы сохранения импульса и механической энергии. Особенности замкнутой и консервативной механических систем. Потенциальная энергия взаимодействующих тел.
реферат [132,0 K], добавлен 22.04.2013Физическое содержание закона сохранения энергии в механических и тепловых процессах. Необратимость процессов теплопередачи. Формулировка закона сохранения энергии для механических процессов. Передача тепла от тела с низкой температурой к телу с высокой.
презентация [347,1 K], добавлен 27.05.2014Изучение свойств протонных кластеров, которые образуются совместно л- и Kо-частицами в неупругих СС-взаимодействиях. Высокие значения средней кинетической энергии протонов в системе покоя кластеров, которыми характеризуются обнаруженные кластеры.
статья [108,3 K], добавлен 22.06.2015Действие ударной силы на материальную точку, основные понятия теории. Теорема об изменении количества движения механической системы при ударе и об изменении главного момента количеств движения. Прямой центральный удар шара о неподвижную поверхность.
презентация [1,7 M], добавлен 26.09.2013Измерение силы тока, проходящего через резистор. Закон сохранения импульса. Трение в природе и технике. Закон сохранения механической энергии. Модели строения газов, жидкостей и твердых тел. Связь температуры со скоростью хаотического движения частиц.
шпаргалка [126,6 K], добавлен 06.06.2010Закон сохранения импульса. Ускорение свободного падения. Объяснение устройства и принципа действия динамометра. Закон сохранения механической энергии. Основные модели строения газов, жидкостей и твердых тел. Примеры теплопередачи в природе и технике.
шпаргалка [168,0 K], добавлен 15.12.2009Кинетическая энергия, работа и мощность. Консервативные силы и системы. Понятие потенциальной энергии. Закон сохранения механической энергии. Условие равновесия механических систем. Применение законов сохранения. Движение тел с переменной массой.
презентация [15,3 M], добавлен 13.02.2016Движение несвободной частицы. Силы реакции и динамика частиц. Движение центра масс, закон сохранения импульса системы. Закон сохранения кинетического момента системы. Закон сохранения и превращения механической энергии системы частиц. Теорема Кёнига.
доклад [32,7 K], добавлен 30.04.2009
