Τεστ στις Κρούσεις (Επίπεδο δυσκολίας: Εύκολο)

Δύο όμοιες σφαίρες ίδιας μάζας \[m\], κινούνται η μια προς την άλλη με ίδιου μέτρου ταχύτητες \[ u \]και κάποια στιγμή συγκρούονται κεντρικά χωρίς να συσσωματωθούν. Τότε:

Σώμα \[Σ_1\] μάζας \[m\] που κινείται προς τα δεξιά στη θετική κατεύθυνση με ταχύτητα μέτρου \[υ\] συγκρούεται κεντρικά και πλαστικά με ακίνητο σώμα \[Σ_2\] διπλάσιας μάζας. Η μεταβολή της ορμής του σώματος \[Σ_1\] κατά την κρούση έχει αλγεβρική τιμή

Σε αρχικά ακίνητο σώμα μάζας \[m\] ασκείται δύναμη \[F\] για χρόνο \[Δt\] και αποκτά ταχύτητα \[u=10\; \frac{m}{s}\]. Αν ασκηθεί η ίδια δύναμη για τον ίδιο χρόνο σε σώμα μάζας \[4m\] τότε θα αποκτήσει ταχύτητα:

Ένα σώμα μάζας \[m \] εκτελεί ομαλή κυκλική κίνηση. Η ορμή του σώματος:

Αν ένα κινούμενο σώμα συγκρουστεί μετωπικά και ελαστικά με άλλο ακίνητο ίσης μάζας, τότε η ταχύτητα του:

Στην ανελαστική κρούση μεταξύ δύο σφαιρών:

Σώμα μάζας \[m\] κινείται οριζόντια με ταχύτητα μέτρου \[u\]. Στη πορεία του συγκρούεται μετωπικά με άλλο σώμα και επιστρέφει κινούμενο με ταχύτητα μέτρου \[ 2 u \]. Το μέτρο της μεταβολής της ορμής του θα είναι:

Σφαίρα \[Σ_1\] συγκρούεται μετωπικά και ελαστικά με ακίνητη σφαίρα \[Σ_2\] τετραπλάσιας μάζας. Μετά την κρούση:

Όταν ένα σώμα εκτελεί ελεύθερη πτώση, ο ρυθμός μεταβολής της ορμής του:

Σφαίρας μάζας \[m_1\] συγκρούεται κεντρικά ελαστικά με ακίνητη σφαίρα μάζας \[m_2\] \[(m_1 < m_2)\]. Αν το ποσοστό της κινητικής ενέργειας της \[m_1\] που μεταβιβάστηκε στην \[m_2\] είναι \[75\%\] τότε για τις μάζες ισχύει η σχέση:

Μία κρούση ονομάζεται πλάγια όταν:

Σώμα μάζας \[m\] το οποίο έχει κινητική ενέργεια \[Κ\], συγκρούεται πλαστικά με σώμα τετραπλάσιας μάζας. Μετά την κρούση το συσσωμάτωμα μένει ακίνητο. Η μηχανική ενέργεια που μετατράπηκε σε θερμότητα (θερμική ενέργεια) κατά τη κρούση 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:

Σώμα μάζας \[m\] κινείται σε περιφέρεια κύκλου με ταχύτητα σταθερού μέτρου \[υ\] και περίοδο \[Τ\]. Αν η μεταβολή της ορμής του σώματος μεταξύ δύο θέσεων της τροχιάς του έχει μέτρο \[2mυ\], τότε οι θέσεις αυτές απέχουν χρονικά κατά

Η αρχή διατήρησης της ορμής προκύπτει από:

Δυο σώματα \[Σ_1\] και \[Σ_2\] που κινούνται ομόρροπα με ταχύτητες μέτρων \[2υ\] και \[υ\] αντίστοιχα συγκρούονται κεντρικά και πλαστικά. Λόγω της κρούσης εκλύεται ποσό θερμότητας \[Q_1\]. Αν τα δυο σώματα κινούνται αντίρροπα με τα ίδια μέτρα ταχυτήτων και συγκρουστούν πάλι κεντρικά και πλαστικά το ποσό θερμότητας \[Q_2\] που εκλύεται λόγω της κρούσης θα είναι

Ένα σύστημα σωμάτων είναι μονωμένο όταν:

Μία ελαστική σφαίρα με μάζα \[m\] κινείται σε οριζόντια διεύθυνση με ταχύτητα μέτρου \[υ\] 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 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:

Ποιο από τα παρακάτω φαινόμενα δεν εξηγείται με την αρχή διατήρησης της ορμής:

Κινούμενο σώμα μάζας \[m_1\] συγκρούεται κεντρικά και ελαστικά με ακίνητο σώμα μάζας \[m_2\] . Αν μετά την κρούση, το σώμα μάζας \[m_1\] συνεχίζει και κινείται στην ίδια κατεύθυνση τότε συμπεραίνουμε ότι :

Σε μια κρούση δύο σφαιρών:

Μικρή σφαίρα κινείται οριζόντια με ορμή μέτρου \[p\] και προσκρούει κάθετα και ελαστικά σε κατακόρυφο τοίχο. Το μέτρο της μεταβολής της ορμής της σφαίρας είναι ίση με:

Για να πιάσει την μπάλα, ένας μπασκετμπολίστας κινεί το χέρι του προς τα πίσω κατά την διεύθυνση της κίνησης της μπάλας όσο η μπάλα είναι σε επαφή με το χέρι του. Κάνοντας αυτό ελαττώνει τη δύναμη από τη μπάλα στο χέρι του γιατί:

Μια σφαίρα με μάζα \[m_1\] κινείται οριζόντια με ταχύτητα μέτρου \[υ\] και συγκρούεται κεντρικά και ελαστικά με ακίνητη σφαίρα μάζας \[m_2=λ\, m_1\]. Το ποσοστό % της ελάττωσης της κινητικής ενέργειας της σφαίρας μάζας \[m_1\] λόγω της κρούσης είναι ίσο με

Σώμα \[Σ_1\] μάζας \[1\, kg\] κινείται οριζόντια προς τη θετική κατεύθυνση και προσπίπτει με ταχύτητα μέτρου \[10\, \frac{m}{s} \] σε ακίνητη σφαίρα \[Σ_2\] μάζας \[m_2\] και συγκρούεται ελαστικά και κεντρικά με αυτή. Μετά την κρούση το \[Σ_1\] κινείται με ταχύτητα μέτρου \[6\, \frac{m}{s}\] αλλά αντίθετης φοράς από την αρχική του. Η μάζα της σφαίρας είναι:

Κατά την πλαστική κρούση:

Δύο αθλητές με μάζες \[m\] και \[10m\] αντίστοιχα, στέκονται ακίνητος ο ένας απέναντι από τον άλλο σε ένα παγοδρόμιο. Κάποια στιγμή οι δύο αθλητές σπρώχνονται απότομα με αποτέλεσμα να κινηθούν σε αντίθετες κατευθύνσεις. Αν η ορμή που αποκτά ο πρώτος αθλητής είναι ίση με \[ \vec{ p} \], η ορμή του δεύτερου αθλητή θα είναι ίση με :

Δύο σώματα που κινούνται αποτελούν μηχανικό σύστημα με συνολική ορμή \[0\]. Τότε οι ταχύτητες των σωμάτων είναι:

Όταν μία ελαστική σφαίρα προσπίπτει πλάγια σε ένα λείο τοίχο: