Τεστ στις Κρούσεις (Επίπεδο δυσκολίας: Εύκολο)

Τρεις μικρές σφαίρες \[Σ_1\, ,\, Σ_2\] και \[Σ_3\] βρίσκονται ακίνητες πάνω σε λείο οριζόντιο επίπεδο. Οι σφαίρες έχουν μάζες \[m_1=m_2=m\] και \[m_3=3m\] αντίστοιχα. Δίνουμε στη σφαίρα \[Σ_1\] ταχύτητα μέτρου \[υ_1\] και συγκρούεται κεντρικά και ελαστικά με τη δεύτερη ακίνητη σφαίρα \[Σ_2\]. Στη συνέχεια η δεύτερη σφαίρα \[Σ_2\] συγκρούεται κεντρικά και ελαστικά με την τρίτη ακίνητη σφαίρα \[Σ_3\]. Η τρίτη σφαίρα αποκτά τότε ταχύτητα μέτρου \[υ_3\]. Ο λόγος των μέτρων των ταχυτήτων \[\frac{υ_3}{υ_1}\] είναι:

Σώμα μάζας \[m\] κινείται οριζόντια με ταχύτητα μέτρου \[ u \]. Στη πορεία του συγκρούεται μετωπικά με άλλο σώμα και επιστρέφει κινούμενο με ταχύτητα μέτρου \[ 4 u \]. Το μέτρο της μεταβολής της ορμής του θα είναι:

Η ανελαστική κρούση μεταξύ δύο σφαιρών:

Στην οριζόντια βολή ενός σώματος, ο ρυθμός μεταβολής της ορμής του σώματος ισούται με:

Μια σφαίρα \[Σ_1\] μάζας \[m_1\] συγκρούεται κεντρικά και ελαστικά με ακίνητη σφαίρα \[Σ_2\] μάζας \[m_2\]. Για να αποκτήσει η σφαίρα \[Σ_2\] μέγιστη ταχύτητα μετά την κρούση, η σχέση των δυο μαζών πρέπει να είναι

Στο παρακάτω διάγραμμα φαίνεται η γραφική παράσταση της ορμής σε συνάρτηση με το χρόνο \[p=f(t),\] ενός σώματος που προσκρούει σε ακλόνητο κατακόρυφο τοίχο. Η μέση δύναμη που ασκεί το μπαλάκι στον τοίχο κατά τη διάρκεια της κρούσης έχει μέτρο:

Μια σφαίρα προσκρούει κάθετα στην επιφάνεια ενός δαπέδου. Αν η κρούση είναι ανελαστική τότε:

Δύο σώματα μάζας \[m\] και \[2m\] κινούνται σε κάθετες κατευθύνσεις με ταχύτητες \[υ\] και \[\frac{υ}{2}\] αντίστοιχα και συγκρούονται πλαστικά. Το μέτρο της ταχύτητας του συσσωματώματος που δημιουργείται από τη πλαστική κρούση των σωμάτων είναι:

Για να επιβραδύνουμε ένα νετρόνιο, προκαλούμε την κρούση του με έναν πυρήνα. Για να έχει το νετρόνιo τη μικρότερη δυνατή κινητική ενέργεια μετά τη κρούση πρέπει να συγκρουστεί κεντρικά με πυρήνα:

Μια δύναμη \[15\, Ν\] ασκείται σε ένα αντικείμενο, ανατολικά, για \[3\, s\]. Ποια θα είναι η μεταβολή της ορμής του αντικειμένου;

Μία ελαστική σφαίρα με μάζα \[m\] κινείται σε οριζόντια διεύθυνση με ταχύτητα \[υ\] προς τα αριστερά. Η σφαίρα δέχεται την επίδραση μίας δύναμης \[F\] που έχει ίδια κατεύθυνση με τη ταχύτητα, και το μέτρο της ταχύτητας διπλασιάζεται. Η μεταβολή της ορμής της σφαίρας είναι:

Ένα σύστημα σωμάτων θεωρείται μονωμένο όταν:

Η ανελαστική κρούση μεταξύ δύο σφαιρών:

Μια σφαίρα \[Σ_1\] μάζας \[m_1\] κινείται με ταχύτητα μέτρου \[υ_0\] και συγκρούεται κεντρικά και ελαστικά με άλλη ακίνητη σφαίρα \[Σ_2\] μάζας \[m_2\]. Μετά την κρούση οι σφαίρες κινούνται με αντίθετες ταχύτητες

Η ορμή ενός σώματος παραμένει σταθερή όταν:

Σφαίρα μάζας \[m_1\] κινείται με ταχύτητα \[u_0\] και συγκρούεται κεντρικά και ελαστικά με ακίνητο κιβώτιο μάζας \[m_2=2m_1\] που είναι δεμένο στο κάτω άκρο αβαρούς και μη εκτατού νήματος μήκους \[\ell\], τo άλλο άκρο του νήματος είναι ακλόνητα στερεωμένο σε σημείο Ο γύρω από το οποίο μπορεί να περιστρέφεται όπως φαίνεται στο σχήμα. Η αρχική ταχύτητα που πρέπει να έχει η σφαίρα ώστε το κιβώτιο να εκτελέσει οριακά ανακύκλωση θα είναι:

Η ορμή \[(p)\] ενός σώματος συνδέεται με την κινητική του ενέργεια \[(K)\] με τη σχέση:

Δύο σώματα που κινούνται αποτελούν σύστημα με συνολική ορμή \[0\]. Οι ταχύτητες των σωμάτων πρέπει να είναι:

Σκέδαση είναι

Τα σώματα που φαίνονται στο σχήμα είναι συνδεδεμένα με το ελατήριο και έχουν μάζες \[m_1=2\; kg\] και \[m_2=1\; kg\]. Το ελατήριο είναι συμπιεσμένο με τη βοήθεια νήματος και όλη η διάταξη ακινητεί πάνω σε λείο οριζόντιο επίπεδο. Κάποια στιγμή το νήμα κόβεται:

Ένα μπαλάκι μάζας \[m\] χτυπά σε έναν κατακόρυφο τοίχο με οριζόντια ταχύτητα μέτρου \[υ_1\] και αναπηδά από αυτόν με ταχύτητα μέτρου \[υ_2\]. Η χρονική διάρκεια της επαφής είναι \[Δt_1\] και το μέτρο της κάθετης δύναμης που ασκεί ο τοίχος στο μπαλάκι είναι \[Ν_1\]. Το ίδιο μπαλάκι χτυπά στο δάπεδο με κατακόρυφη ταχύτητα, μέτρου \[υ_1\] και αναπηδά από αυτό με ταχύτητα μέτρου \[υ_2\]. Η χρονική διάρκεια της επαφής είναι επίσης \[Δt_1\] και το μέτρο της κάθετης δύναμης που ασκεί το δάπεδο στο μπαλάκι είναι \[Ν_2\]. Για τα μέτρα των δυνάμεων \[Ν_1\] και \[Ν_2\] που ασκούνται στο μπαλάκι από τον τοίχο και το δάπεδο αντίστοιχα, ισχύει:

Όταν μια μικρή σφαίρα προσπίπτει πλάγια σε κατακόρυφο τοίχο και συγκρούεται με αυτόν ελαστικά, τότε

Αν ένα κινούμενο σώμα συγκρουστεί μετωπικά και ελαστικά με άλλο ακίνητο μεγαλύτερης μάζας, τότε:

Μία κρούση ονομάζεται πλάγια όταν:

Κατά τη μετωπική κρούση δύο σωμάτων η ολική κινητική ενέργεια διατηρείται. Η κρούση τότε χαρακτηρίζεται ως:

Κατά την κεντρική πλαστική κρούση μιας σφαίρας \[Σ_1\] μάζας \[m_1\] που κτυπάει με ταχύτητα \[υ_0\] σε ακίνητη σφαίρα \[Σ_2\] μάζας \[m_2\]. Να επιλέξετε τις σωστές από τις παρακάτω προτάσεις.

Μια σφαίρα μάζας \[m_1\] συγκρούεται ελαστικά και κεντρικά με άλλη ακίνητη σφαίρα μάζας \[m_2\]. Μετά την κρούση η σφαίρα με μάζα \[m_2\] θα έχει μέγιστη κινητική ενέργεια αν (αγνοώντας τη βαρύτητα ) ισχύει :

Ένα σώμα μάζας \[2\; kg\] κινείται ξεκινάει από την ηρεμία και κινείται ευθύγραμμα με σταθερή επιτάχυνση. Αν τη χρονική στιγμή \[4\; s\] έχει αποκτήσει ταχύτητα \[12\; \frac{m}{s}\], το μέτρο της συνισταμένης δύναμης που κινεί το σώμα είναι ίσο με:

Θεωρούμε ως σύστημα τα δύο σώματα \[Σ_1,Σ_2\] και το νήμα. Τα σώματα έχουν μάζες (\[m_1=m\]) και (\[m_2=4m\]) αντίστοιχα. Ασκούμε σταθερή οριζόντια δύναμη και τα κινούμε στο λείο οριζόντιο επίπεδο. Το νήμα είναι αβαρές, μη εκτατό και διαρκώς τεντωμένο

Σε μια πλαστική κρούση δύο σωμάτων: