การชนแบบยืดหยุ่นและไม่ยืดหยุ่น
| English | ไทย |
|---|---|
| elastic collision/ɪˈlæstɪk kəˈlɪʒn/ | การชนแบบยืดหยุ่น |
| inelastic collision/ɪnɪˈlæstɪk kəˈlɪʒn/ | การชนแบบไม่ยืดหยุ่น |
| perfectly inelastic collision/ˈpɜːfektlɪ ɪnɪˈlæstɪk kəˈlɪʒn/ | การชนแบบไม่ยืดหยุ่นสมบูรณ์ |
| energy lost/ˈenədʒi lɒst/ | พลังงานสูญเสียไป |
ลูกบิลเลียดเทียบกับดินน้ำมัน
- ลูกบิลเลียดสองลูกชนกันแล้วกระเด็นออกจากกัน ทั้งสองยังกลิ้งไปอย่างรวดเร็ว
- ดินน้ำมันสองก้อนชนกันและหยุดนิ่งสนิท ยึดติดกันเป็นก้อนเดียว
- ทั้งสองปฏิบัติตามกฎโมเมนตัมเดียวกัน -- แต่รู้สึกแตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง
- ความแตกต่างอยู่ที่สิ่งที่เกิดขึ้นกับ พลังงาน
โมเมนตัมใช่ พลังงานอาจไม่ใช่
- โมเมนตัมจะถูกอนุรักษ์ในการ ทุก การชน -- เสมอ
- พลังงานจลน์ ไม่ ถูกอนุรักษ์เสมอไป -- บางส่วนอาจเปลี่ยนเป็นความร้อน เสียง หรือรอยบุบ
- ความแตกต่างเพียงข้อเดียวนี้แบ่งการชนออกเป็นสองกลุ่มใหญ่
โมเมนตัมจะถูกอนุรักษ์ในทุกการชน ไม่ว่าจะเป็นแบบยืดหยุ่นหรือไม่ก็ตาม
ใช่ -- โมเมนตัมจะถูกอนุรักษ์เสมอ (ไม่มีแรงภายนอกสุทธิ) เพียงแต่พลังงานจลน์อาจถูกหรืออาจไม่ถูกอนุรักษ์ก็ได้
ยืดหยุ่นและไม่ยืดหยุ่น
- การชนที่ยืดหยุ่น อนุรักษ์พลังงานจลน์ด้วย (ในทางอุดมคติ เช่น วัตถุแข็งกลม)
- การชนที่ไม่ยืดหยุ่น เสียพลังงานจลน์บางส่วนไปเป็นรูปแบบอื่น
- การชนจริงส่วนใหญ่อย่างน้อยก็เป็นการชนที่ไม่ยืดหยุ่นเล็กน้อย
ในการชนแบบใดที่พลังงานจลน์ถูกอนุรักษ์?
เพียงการชนแบบยืดหยุ่นเท่านั้นที่จะอนุรักษ์พลังงานจลน์ ส่วนโมเมนตัม นั้นถูกอนุรักษ์ในทุกกรณี
เลือก ทุก ข้อความที่ถูกต้องเกี่ยวกับการชน
โมเมนตัมมีค่าคงที่เสมอ; พลังงานจลน์มีค่าคงที่ก็ต่อเมื่อการชนนั้นเป็นการชนแบบยืดหยุ่น
ไม่ยืดหยุ่นสมบูรณ์
- การชนที่ไม่ยืดหยุ่นสมบูรณ์ เป็นกรณีสุดขั้ว: วัตถุ ยึดติดกัน และเคลื่อนที่ไปด้วยความเร็วร่วมเดียวกัน
- การอนุรักษ์โมเมนตัมเพียงอย่างเดียวกำหนดความเร็วสุดท้ายนั้น
- ดินน้ำมันสองก้อนเป็นตัวอย่างคลาสสิก
เป็นการชนแบบยืดหยุ่นหรือไม่ยืดหยุ่น?
โมเมนตัมจะถูกอนุรักษ์เสมอ แต่พลังงานจลน์จะไม่ถูกอนุรักษ์ จาแนกการชนแต่ละชนิดให้ถูกต้อง
รถเข็น $3\ \text{kg}$ ที่มีความเร็ว $4\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$ ชนติดกับรถเข็น $1\ \text{kg}$ ที่หยุดนิ่ง ความเร็วร่วมหลังจากการชนคือเท่าใด (ในหน่วย m/s)?
$3(4) = (3 + 1)v_f$, ดังนั้น $v_f = 12/4 = 3\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$.
การชนที่วัตถุติดกันเรียกว่าการชนแบบยืดหยุ่นสมบูรณ์ ____
ในการชนแบบไม่ยืดหยุ่นสมบูรณ์ วัตถุจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วร่วมเพียงค่าเดียว
หาพลังงานที่สูญเสีย
- เปรียบเทียบพลังงานจลน์รวมก่อนและหลังการชน
- การลดลงใดๆ คือ พลังงานที่สูญเสีย -- ไปเป็นความร้อน เสียง หรือการเปลี่ยนรูป
- ในกรณีการชนที่ไม่ยืดหยุ่นสมบูรณ์ การสูญเสียนี้จะมากที่สุด
ก่อนการชน พลังงานจลน์รวมคือ $20\ \text{J}$; หลังการชนคือ $14\ \text{J}$ มีพลังงานสูญเสียไปเท่าไหร่ (ในหน่วย J)?
พลังงานที่สูญเสียไป $= 20 - 14 = 6\ \text{J}$ เปลี่ยนแปลงเป็นความร้อน เสียง หรือการบิดเบี้ยว
รถเข็น $2\ \text{kg}$ ที่ $3\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$ ชนและยึดติดกับรถเข็น $4\ \text{kg}$ ที่หยุดนิ่ง
- โมเมนตัม: $2(3) = (2 + 4)v_f$, ดังนั้น $v_f = 1\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$
- KE ก่อน $= \tfrac{1}{2}(2)(9) = 9\ \text{J}$; หลัง $= \tfrac{1}{2}(6)(1) = 3\ \text{J}$ -- ดังนั้น $6\ \text{J}$ ถูกสูญเสียไปเป็นความร้อน
อย่าสันนิษฐานว่าพลังงานจลน์จะถูกอนุรักษ์ เว้นแต่การชนจะถูกระบุว่าเป็นการชนที่ยืดหยุ่น การใช้การอนุรักษ์พลังงานกับการชนที่ไม่ยืดหยุ่นจะได้คำตอบที่ผิด -- โมเมนตัมคือกฎที่ถูกต้องเสมอ
โมเมนตัมจะถูกอนุรักษ์ใน ทุก การชน; พลังงานจลน์ถูกอนุรักษ์เฉพาะในการ การชนที่ยืดหยุ่น เท่านั้น การ การชนที่ไม่ยืดหยุ่น เสียพลังงานบางส่วน; การชนที่ไม่ยืดหยุ่นสมบูรณ์ (วัตถุยึดติดกัน) เสียมากที่สุด เปรียบเทียบ KE ก่อนและหลังเพื่อหา พลังงานที่สูญเสีย ไปเป็นความร้อนและเสียง