Kaj je elastični trk?

TommL / Getty Images

An elastični trk je situacija, ko trči več predmetov in skupaj kinetična energija sistema se ohrani, v nasprotju z an neelastični trk , kjer se med trkom izgubi kinetična energija. Vse vrste trkov upoštevajo ohranitveni zakon zagon .

V resničnem svetu večina trkov povzroči izgubo kinetične energije v obliki toplote in zvoka, zato je le redko, da pride do fizičnih trkov, ki so resnično elastični. Nekateri fizični sistemi pa izgubijo relativno malo kinetične energije, zato jih je mogoče približati, kot da bi šlo za elastične trke. Eden najpogostejših primerov tega so trki biljardnih krogel ali krogle na Newtonovi zibelki. V teh primerih je izguba energije tako minimalna, da jih je mogoče dobro približati ob predpostavki, da se med trkom ohrani vsa kinetična energija.

Izračun elastičnih trkov

Elastični trk je mogoče ovrednotiti, ker ohranja dve ključni količini: zagon in kinetično energijo. Spodnje enačbe veljajo za primer dveh predmetov, ki se premikata glede na drugega in trčita zaradi elastičnega trka.

m ₁= maša objekta 1
m _dva= Masa predmeta 2
v _1i = Začetno hitrost objekta 1
v _2i = Začetna hitrost predmeta 2
v _1f = končna hitrost predmeta 1
v _2f = končna hitrost predmeta 2
Opomba: Zgornje krepke spremenljivke kažejo, da so to hitrost vektorji . Zagon je vektorska količina, zato je smer pomembna in jo je treba analizirati z orodji vektorska matematika . Pomanjkanje krepke pisave v spodnjih enačbah kinetične energije je zato, ker je to skalarna količina in je zato pomembna le velikost hitrosti.
Kinetična energija elastičnega trka
K _jaz= Začetna kinetična energija sistema
K _f= Končna kinetična energija sistema
K _jaz= 0,5 m ₁ v _1i^dva+ 0,5 m _dva v _2i^dva
K _f= 0,5 m ₁ v _1f^dva+ 0,5 m _dva v _2f^dva
K _jaz= K _f
0,5 m ₁ v _1i^dva+ 0,5 m _dva v _2i^dva= 0,5 m ₁ v _1f^dva+ 0,5 m _dva v _2f^dva
Moment elastičnega trka
p_jaz = Začetni moment sistema
p_f = Končni zagon sistema
p_jaz = m ₁* v _1i + m _dva* v _2i
p_f = m ₁* v _1f + m _dva* v _2f
p_jaz = p_f
m ₁* v _1i + m _dva* v _2i = m ₁* v _1f + m _dva* v _2f

Zdaj lahko analizirate sistem tako, da razčlenite tisto, kar veste, vključite različne spremenljivke (ne pozabite smeri vektorskih količin v enačbi količine!) in nato rešite neznane količine ali količine.