Чего я не знаю про упругий центральный удар?

Сообщение №15405 от Юрий 12 декабря 2002 г. 20:22
Тема: Чего я не знаю про упругий центральный удар?

Тело массой 3кг движется со скоростью 4 м/с и ударяется о неподвижное тело такой же массы. Считая удар центральным и упругим, определите количество теплоты, выделевшееся при ударе.

Я думаю Q=0Дж. Удар же упругий. А как вы считаете?


Отклики на это сообщение:

> Тело массой 3кг движется со скоростью 4 м/с и ударяется о неподвижное тело такой же массы. Считая удар центральным и упругим, определите количество теплоты, выделевшееся при ударе.

> Я думаю Q=0Дж. Удар же упругий. А как вы считаете?

Похоже так. Может ошибка в условии?


> Тело массой 3кг движется со скоростью 4 м/с и ударяется о неподвижное тело такой же массы. Считая удар центральным и упругим, определите количество теплоты, выделившееся при ударе.

> Я думаю Q=0Дж. Удар же упругий. А как вы считаете?

Надо предполагать, что удар абсолютно НЕупругий, в таком случае,
две массы после удара образуют одно целое.

Тогда, E(тепловая выделившаяся)= P^2/2m-P^2/4m=P^2/4m=m*V^2/4,

работает закон сохранения импульса.



> > Тело массой 3кг движется со скоростью 4 м/с и ударяется о неподвижное тело такой же массы. Считая удар центральным и упругим, определите количество теплоты, выделившееся при ударе.

> > Я думаю Q=0Дж. Удар же упругий. А как вы считаете?

> Надо предполагать, что удар абсолютно НЕупругий, в таком случае,
> две массы после удара образуют одно целое.

> Тогда, E(тепловая выделившаяся)= P^2/2m-P^2/4m=P^2/4m=m*V^2/4,

> работает закон сохранения импульса.

Это как при неупругом ударе шары одинаковой массы сцепляются. Они же должны разлететься в разные стороны. Ну в крайнем случае ударяющий шар остановится, а второй отскочит со скоростью меньшей. Но тогда надо знать хотя бы скорость 2 шара после удара. Тупик.


> > Тело массой 3кг движется со скоростью 4 м/с и ударяется о неподвижное тело такой же массы. Считая удар центральным и упругим, определите количество теплоты, выделевшееся при ударе.

> > Я думаю Q=0Дж. Удар же упругий. А как вы считаете?

> Похоже так. Может ошибка в условии?

Какая может быть ошибка?
Если дали числа значит нужно посчитать.
Или это ложный маневр составителей задачи.
Еще какие еще соображения будут по этому поводу.
Задача находится в разделе "Законы сохранения"


> Это как при неупругом ударе шары одинаковой массы сцепляются. Они же должны разлететься в разные стороны. Ну в крайнем случае ударяющий шар остановится, а второй отскочит со скоростью меньшей. Но тогда надо знать хотя бы скорость 2 шара после удара. Тупик.

Неправильно! При потере энергии на тепло, трение, излучение ОБА шара двигаются после удара. Скорость движения ударяющего шарва равна нулю тогда и только тогда когда нет потерь энергии, что на практике небывает.

Ударьте монетку лежащей на столе другой монеткой, чем больше трение тем с большей скоростью после удара двигается ударная монета(и с тем меньшей скоростью двигается находящаяся в покое перед ударом). С уважением Д.


> > Похоже так. Может ошибка в условии?

> Какая может быть ошибка?
> Если дали числа значит нужно посчитать.

Если движущееся тело упруго ударяет покоящееся тело равной массы, то движущееся тело останавливается, а то, которое покоилось, начинает двигаться со скоростью налетающего тела. Нетрудно подсчитать, что здесь начальная кинетическая энергия тел равна конечной кинетической энергии и тепло не выделяется.

> Или это ложный маневр составителей задачи.
> Еще какие еще соображения будут по этому поводу.
> Задача находится в разделе "Законы сохранения"

В любом случае эта задачка не красит задачник, в котором она появилась.


> Это как при неупругом ударе шары одинаковой массы сцепляются.

Очень просто: оба шара из пластилина и после удара слепились в одно целое. Это и называется абсолютно НЕупругий удар.


> > Это как при неупругом ударе шары одинаковой массы сцепляются.

> Очень просто: оба шара из пластилина и после удара слепились в одно целое. Это и называется абсолютно НЕупругий удар.

Я хотел бы здесь уточнить. Когда говорят, что два тела слепились, это означает, что между ними действуют силы притяжения, которые не дают им разойтись. Например, если слепились два кусочка пластилина, то нужно приложить усилие, чтобы разделить их. Абсолютно неупругий удар не подразумевает таких сил сцепления.

Удар как физический процесс можно разделить на 2 фазы:
1) Первая фаза начинается с момента соприкосновения соударяющихся тел, имеющих в этот момент относительную скорость сближения. К концу первой фазы сближение тел прекращается, а часть их кинетической энергии переходит в потенциальную энергию деформации.
2) Во 2-ой фазе происходит обратный переход потенциальной энергии упругой деформации в кинетическую энергию тел. Тела расходятся и к концу 2-й фазы тела имеют новую скорость относительного движения.

Для абсолютно упругих тел относительная скорость сближения тел равна относительной скорости их расхождения после удара. В случае абсолютно неупругих тел удар заканчивается на 1-й фазе, после чего тела продолжают движение с одинаковой абсолютной скоростью (их относительная скорость равна нулю). При ударе реальных тел механическая энергия к концу удара восстанавливается лишь частично вследствие потерь на остаточные деформации, нагревание и т.д.

В связи с вышесказанным можно выделить два механизма неупругого столкновения тел:
1) Остаточные деформации, когда соударяемые тела деформируются необратимым образом до тех пор, пока их относительная скорость сближения не обратится в ноль, после чего они будут продолжать движение вместе (с одинаковыми скоростями).
2) Возбуждение мод упругих колебаний тел, которые со временем будут затухать из-за акустической диссипации энергии, нагревания тел, структурных изменений материала.

ИТАК:
1) Абсоютная неупругость столкновения не подразумевает слипание тел.
2) Возможна ситуация, когда удар между двумя абсолютно упругими телами будет не абсолютно уругим.

Тело называется абсолютно упругим, если деформация полностю восстанавливается после снятия статической нагрузки. Удар же называется упругим, если после удара восстанавливается модуль относительной скорости движения тел. Из упругости тел не следует упругость удара, т.к. при ударе в телах могут возбуждаться волны. Если время прохождения этих волн через всё тело много меньше времени удара, то влиянием упругих колебаний можно пренебречь и считать характер контактных взаимодействий при ударе таким же, как в статическом состоянии. На таких допущениях основывается контактная теория удара Г.Герца.


Вопрос Александру!

Уважаемый Александр!
А вот как бы Вы описали механизм гидравлического удара.
И! Могли бы Вы привести примеры использование этого «вида удара» «в мирных целях»?
Благодарю за ответ ==Анастасия==


> > Это как при неупругом ударе шары одинаковой массы сцепляются.

> Очень просто: оба шара из пластилина и после удара слепились в одно целое. Это и называется абсолютно НЕупругий удар.

Но в задаче про пластилин не сказано! А может они из золота. Это уже догадки. Надо исходить из того что есть в условии.



> > Это как при неупругом ударе шары одинаковой массы сцепляются. Они же должны разлететься в разные стороны. Ну в крайнем случае ударяющий шар остановится, а второй отскочит со скоростью меньшей. Но тогда надо знать хотя бы скорость 2 шара после удара. Тупик.

> Неправильно! При потере энергии на тепло, трение, излучение ОБА шара двигаются после удара. Скорость движения ударяющего шарва равна нулю тогда и только тогда когда нет потерь энергии, что на практике небывает.

Но по массе и скорости ударяющего шара нельзя же все остальное найти. Надо знать хотябы скорость после удара.

> Ударьте монетку лежащей на столе другой монеткой, чем больше трение тем с большей скоростью после удара двигается ударная монета(и с тем меньшей скоростью двигается находящаяся в покое перед ударом). С уважением Д.


> Но по массе и скорости ударяющего шара нельзя же все остальное найти. Надо знать хотябы скорость после удара.


Чтобы расчитать ВСЕ параметры удара при идеальном ударе двух идеально круглых шаров БЕЗ потерь энергии на плоскости надо как минимум знать:
Скорость и направление двух шаров(vx1,vy1, vx2, vy2), массу обоих шаров m1, m2 угол удара Alpha можно расчитать но угол сдвига Betta при косом ударе(несинхронизированном ударе проходящем НЕ через центр шаров) надо знать обязательно. Как видите при ударе на плоскости надо знать не меньше 7 разных параметров чтобы вычислить искомые 4 параметра после удара.

С уважением Д.

С уважением Д.


> > Это как при неупругом ударе шары одинаковой массы сцепляются.

> Очень просто: оба шара из пластилина и после удара слепились в одно целое. Это и называется абсолютно НЕупругий удар.

Или на шаре установлена пружина с храповиком которая при сжимании запасает кин. энергию а в потенциальную. Д.


> Чтобы расчитать ВСЕ параметры удара при идеальном ударе двух идеально круглых шаров БЕЗ потерь энергии на плоскости надо как минимум знать:
> Скорость и направление двух шаров(vx1,vy1, vx2, vy2), массу обоих шаров m1, m2 угол удара Alpha можно расчитать но угол сдвига Betta при косом ударе(несинхронизированном ударе проходящем НЕ через центр шаров) надо знать обязательно. Как видите при ударе на плоскости надо знать не меньше 7 разных параметров чтобы вычислить искомые 4 параметра после удара.

Если бы ты потрудился посмотреть в корень ветки, то увидел бы, что речь идёт о центральном ударе.


> Я хотел бы здесь уточнить. Когда говорят, что два тела слепились, это означает, что между ними действуют силы притяжения, которые не дают им разойтись. Например, если слепились два кусочка пластилина, то нужно приложить усилие, чтобы разделить их. Абсолютно неупругий удар не подразумевает таких сил сцепления.

Здесь и далее Вы во всем правы. Только я вовсе не утверждал, что для обеспечения абсолютно неупругого удара между телами должны действовать силы притяжения. Возможно, разделить их посредством внешних сил будет совсем нетрудно. Но в любом случае после абсолютно неупругого столкновения телА будут двигаться как единое целое, независимо от того, "слиплись" они или нет.

Упругость проявляется как раз в том, что телА в конечном итоге отталкиваются друг от друга. Если этого по тем или иным причинам не происходит, это и означает, что удар - абсолютно неупругий. А причины могут быть разными:
1) Деформация может быть полностью пластической, т.е. такой, после которой не происходит "распрямления". В этом случае между телами просто не возникнет сил отталкивания.
2) Тела могут "слипнуться", т.е. между ними возникнут силы, препятствующие отталкиванию. В этом случае даже при распрямлении после упругой деформации телА не разойдутся в разные стороны, а поколебавшись некоторое время относительно общего центра масс, продолжат движение как единое целое.
3) Может иметь место некая комбинация из того и другого: некоторое не очень сильное "слипание" и частично пластическая (полуупругая) деформация.

Все эти случаи являются примерами абсолютно неупругих столкновений, если только тела продолжили движение как единое целое, т.е. если им в итоге не удалось оттолкнуться друг от друга.


Физика в анимациях - Купить диск - Тесты по физике - Графики on-line

Реклама:
Rambler's Top100