Τεστ στις Κρούσεις (Επίπεδο δυσκολίας: Εύκολο)

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

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:

Η συνισταμένη δύναμη που ασκείται σε ένα υλικό σημείο ισούται με:

Η αρχή διατήρησης της ενέργειας ισχύει:

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:

Δύο αθλητές με μάζες \[m\] και \[3m\] αντίστοιχα, στέκονται ακίνητοι ο ένας απέναντι από τον άλλο σε ένα παγοδρόμιο. Κάποια στιγμή οι δύο αθλητές σπρώχνονται με αποτέλεσμα να κινηθούν αντίθετα. Αν η ορμή που αποκτά ο πρώτος αθλητής είναι ίση με \[ \vec{p} \], η ορμή του δεύτερου αθλητή θα είναι ίση με:

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:

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

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:

Δύο σώματα µε διαφορετικές μάζες που κινούνται προς αντίθετες κατευθύνσεις συγκρούονται μετωπικά και πλαστικά. Αν μετά την κρούση η αρχική κινητική ενέργεια του συστήματος των μαζών μετατρέπεται εξ’ ολοκλήρου σε θερμότητα, τότε τα σώματα πριν την κρούση είχαν:

Ένα μπαλάκι του τένις μάζας m και ταχύτητας \[ \vec{ u} \] χτυπά κάθετα σ’ ένα κατακόρυφο τοίχο και γυρίζει πίσω με την ίδια κατά μέτρο ταχύτητα.

Η συνισταμένη δύναμη που ασκείται σε ένα υλικό σημείο ισούται με:

Κατά την ελαστική κρούση δύο σωμάτων:

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:

Σε μια κρούση μεταξύ δύο σωμάτων η μεταβολή της κινητικής ενέργειας του ενός σώματος είναι αντίθετη της μεταβολής της κινητικής ενέργειας του άλλου:

Αφήνουμε μία μπάλα από ύψος \[h\] να πέσει και φτάνει στο έδαφος με ταχύτητα \[u\]. Μετά τη κρούση με το έδαφος, η μπάλα ανακλάται προς τα πάνω με ταχύτητα μέτρου \[u'\].

Βλήμα \[Σ_1\], μάζας \[m_1\], που κινείται στη θετική κατεύθυνση του άξονα \[x'x\] με ταχύτητα μέτρου \[υ\] συγκρούεται με σώμα \[Σ_2\] μάζας \[m_2\]. Το συσσωμάτωμα που προκύπτει μένει ακίνητο στο σημείο της σύγκρουσης. Η μεταβολή της ορμής του σώματος \[Σ_2\] κατά την κρούση έχει αλγεβρική τιμή

Μια εμπορική αμαξοστοιχία κινείται κατά μήκος των γραμμών με μεγάλη ορμή. Αν κινείται με την ίδια ταχύτητα αλλά έχει διπλάσια μάζα λόγω προσθήκης βαγονιών, η ορμή της είναι

Η μεταβολή της ορμής ενός σώματος έχει πάντα:

Σ’ ένα μονωμένο σύστημα δύο σωμάτων (Α) και (Β):

Όταν σ’ ένα σώμα ασκείται σταθερή δύναμη, τότε:

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

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;

Μια σφαίρα \[Σ_1\] μάζας \[m_1=m\] κινείται με ταχύτητα \[υ_0\] και συγκρούεται μετωπικά με ακίνητη σφαίρα \[Σ_2\] μάζας \[m_2=2m\]. Μετά την κρούση η σφαίρα \[Σ_1\] παραμένει ακίνητη.

Ένα σύστημα σωμάτων θεωρείται μονωμένο όταν:

Η ορμή \[\vec{p}\] ενός συστήματος δύο υλικών σημείων με ορμές \[ \vec{p}_1 \] και \[ \vec{p}_2 \] είναι:

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

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:

Αν μια δύναμη \[6\, Ν\] δρα σε σώμα μάζας \[2\, kg\] για \[2\, s\], το μέτρο της μεταβολής της ορμής είναι:

Ένα βλήμα μάζας \[m\] κινείται με ταχύτητα \[υ_1=υ_0\] και χτυπάει σε ξύλο μάζας \[Μ=2m\]. Το βλήμα εξέρχεται από το ξύλο με ταχύτητα \[υ_1'=\frac{υ_0}{2}\].