Τεστ στις Κρούσεις (Επίπεδο δυσκολίας: Εύκολο)

Μετωπική ονομάζουμε τη κρούση, κατά την οποία τα διανύσματα των ταχυτήτων των κέντρων μάζας των σωμάτων που συγκρούονται:

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:

Οι ορμές δυο σωμάτων είναι οπωσδήποτε διαφορετικές αν:

Στην ανελαστική κρούση μεταξύ δύο σφαιρών διατηρείται:

Σώμα μάζας \[m\] κινείται σε οριζόντια διεύθυνση με ορμή \[ \vec{ p} \] . Το σώμα διασπάται σε \[2\] κομμάτια, ένα εκ των οποίων κινείται σε διεύθυνση κάθετη προς τη διεύθυνση της \[ \vec{ p} \], έχοντας ορμή \[ \vec{p}_1 \]. Αν το άλλο τμήμα κινηθεί με ορμή \[ \vec{ p}_2 \]:

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

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 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:

Σφαίρα \[Σ_1\], μάζας \[m_1\] κινείται με ταχύτητα \[υ_1\] και συγκρούεται έκκεντρα και ελαστικά με άλλη σφαίρα \[Σ_2\], μάζας \[m_2\], που αρχικά είναι ακίνητη. Μετά την κρούση οι δύο σφαίρες κινούνται σε κάθετες διευθύνσεις με ταχύτητες \[v_1\, ,\, v_2\]. Ο λόγος των μαζών τους \[\frac{m_1}{m_2}\] είναι:

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:

Ένα πρωτόνιο με μάζα \[m_p\] εκτοξεύεται προς ακίνητο πυρήνα Π με ταχύτητα μέτρου \[u\] και τελικά επανέρχεται στο σημείο βολής με ταχύτητα σχεδόν του ίδιου μέτρου \[u\]. Ο πυρήνας Π θα μπορούσε να είναι ένας πυρήνας

Δυο σφαίρες \[Σ_1\] και \[Σ_2\] έχουν λόγο μαζών \[\frac{m_1}{m_2}=λ\] και κινούνται στην ίδια ευθεία με αντίθετες ταχύτητες. Τα μέτρα των ταχυτήτων των σφαιρών μετά την κεντρική ελαστική τους κρούση έχουν λόγο \[\frac{v_1'}{v_2'}\] που είναι ίσος με

Στο παρακάτω σχήμα φαίνονται δύο ελαστικές σφαίρες \[Σ_1\] και \[Σ_2\] με μάζες \[m_1\] και \[m_2\] αντίστοιχα, που μπορούν να κινηθούν σε λείο οριζόντιο επίπεδο ανάμεσα σε λείους κατακόρυφους τοίχους που απέχουν απόσταση \[d\]. Η σφαίρα \[Σ_2\] είναι ακίνητη σε απόσταση \[\frac{d}{4}\] από τον ένα τοίχο ενώ η \[Σ_1\] έρχεται με ταχύτητα \[\vec{u}\]. Οι δύο σφαίρες συγκρούονται μετωπικά και ελαστικά και στη συνέχεια αφού συγκρουστούν ελαστικά με τους τοίχους, συναντώνται ξανά στο μέσο της απόστασης μεταξύ αυτών. Η σχέση ανάμεσα στις αλγεβρικές τιμές των ταχυτήτων \[\vec{u}\] και \[\vec{u}_1'\] είναι:

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:

Η ορμή ενός σώματος έχει πάντα κατεύθυνση:

Δύο μικρά σώματα συγκρούονται μετωπικά και πλαστικά. Ο λόγος της ολικής κινητικής ενέργειας του συστήματος των μαζών αμέσως μετά την κρούση προς την ολική κινητική ενέργεια των μαζών πριν την κρούση είναι \[0,75\]. Το ποσοστό της ολικής κινητικής ενέργειας πριν την κρούση που μετατράπηκε σε θερμότητα κατά την κρούση είναι:

Τρεις σφαίρες ίδιας μάζας προσπίπτουν κάθετα σε τοίχο. Η κρούση της πρώτης είναι ελαστική της δεύτερης ανελαστική και της τρίτης πλαστική. Αν οι κρούσεις έχουν την ίδια διάρκεια τότε ο τοίχος δέχεται μεγαλύτερη δύναμη στην περίπτωση της

Τι από τα παρακάτω πρέπει να συμβεί ώστε να ασκηθεί όσο το δυνατόν μεγαλύτερη δύναμη σ’ ένα σώμα;

Σε αρχικά ακίνητο σώμα μάζας \[m\] ασκείται δύναμη \[F\] για χρόνο \[Δt\] και αποκτά ταχύτητα \[v=10\; \frac{m}{s}\]. Αν ασκηθεί η ίδια δύναμη για τον ίδιο χρόνο σε σώμα μάζας \[2m\] τότε θα αποκτήσει ταχύτητα:

Δύο σώματα \[Σ_1\] και \[Σ_2\] με μάζες \[m_1=3m_2\] αντίστοιχα κινούνται σε λείο οριζόντιο επίπεδο και κάποια στιγμή συγκρούονται πλαστικά, με αποτέλεσμα το συσσωμάτωμα που δημιουργείται να παραμένει ακίνητο. Για τις ταχύτητες των σωμάτων πριν την κρούση ισχύει:

Ένα σύστημα σωμάτων θεωρείται μονωμένο όταν :

Κατά τη διάρκεια μίας κρούσης η μεταβολή στην βαρυτική δυναμική ενέργεια των σωμάτων:

Σώμα \[Σ_1\] μάζας \[m\] που κινείται προς τη θετική κατεύθυνση του άξονα \[x'x\], με ταχύτητα μέτρου \[υ\], συγκρούεται πλαστικά με ακίνητο σώμα \[Σ_2\] τριπλάσιας μάζας. Η μεταβολή της ορμής του σώματος \[Σ_1\] κατά την κρούση έχει μέτρο

Μια μπάλα εκτελεί ελεύθερη πτώση και συγκρούεται κατακόρυφα με το έδαφος με ορμή \[10\; kg\cdot \frac{m}{s} \]. Αν αναπηδά με την ίδια κατά μέτρο ορμή και ο χρόνος πρόσκρουσης είναι \[0,5 s\], ο μέσος ρυθμός μεταβολής της ορμής της μπάλας στη διάρκεια της κρούσης σε \[kg \cdot \frac{m}{s^2}\] έχει μέτρο ίσο με :

Δυο πανομοιότυπες σφαίρες που έχουν την ίδια μάζα \[m\], κινούνται προς αντίθετες κατευθύνσεις με ταχύτητες που έχουν το ίδιο μέτρο \[υ\] και συγκρούονται κεντρικά και ελαστικά. Ποια από τις ακόλουθες προτάσεις είναι σωστή;

Το βλήμα του παρακάτω σχήματος, μάζας \[m_1\], σφηνώνεται στο ξύλο μάζας \[m_2\].

Δύο σώματα ίδιας μάζας κινούνται αντίθετα με ίσου μέτρου ταχύτητες. Τι από τα παρακάτω ισχύει;

Σώμα μάζας \[m=1\; kg\] αφήνεται να πέσει από ύψος \[h\]. Μετά από \[2s\] και αν \[g=10\frac{m}{s^2}\]:

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