Τεστ στις Κρούσεις (Επίπεδο δυσκολίας: Εύκολο)

Ο Πάνος πυροβολεί με ένα τουφέκι. Το τουφέκι ανακρούει από την εκπυρσοκρότηση της σφαίρας γιατί:

Όταν μία ελαστική σφαίρα προσπίπτει πλάγια σε ένα λείο τοίχο:

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

Σφαίρα μάζας \[m_1\] προσπίπτει με ταχύτητα \[υ_1\] σε ακίνητη σφαίρα μάζας \[m_2\], με την οποία συγκρούεται κεντρικά και ελαστικά. Μετά την κρούση η σφαίρα μάζας \[m_1\] γυρίζει πίσω με ταχύτητα μέτρου ίσου με αυτή που έχει η σφαίρα \[m_2\] μετά την κρούση. Ο λόγος των μαζών των δύο σφαιρών ισούται με:

Η ορμή ενός σώματος παραμένει σταθερή όταν:

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

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 μπάλα, κινούμενη κατά τη θετική φορά του άξονα \[y'y\], πέφτει κατακόρυφα σε οριζόντιο έδαφος με ορμή \[10\, kg\frac{m}{s}\]. Η κρούση θεωρείται ελαστική και διαρκεί \[0,2\, s\].

Σκέδαση είναι

Οι τρεις ακίνητες ελαστικές σφαίρες \[Σ_1\, ,\, Σ_2\, ,\, Σ_3\] του παρακάτω σχήματος βρίσκονται πάνω σε λείο οριζόντιο δάπεδο έτσι ώστε τα κέντρα τους να βρίσκονται πάνω στην ίδια οριζόντια ευθεία και έχουν μάζες \[m_1=m\, ,\, m_2=m\, ,\, m_3=2m\] αντίστοιχα. Αρχικά οι σφαίρες είναι ακίνητες. Κάποια στιγμή δίνουμε στη σφαίρα \[Σ_2\] ταχύτητα μέτρου \[υ\] με διεύθυνση πάνω στην ευθεία που ενώνει τα κέντρα των σφαιρών και με φορά προς τα δεξιά.

Να επιλέξετε τις σωστές από τις παρακάτω προτάσεις.

Μια σφαίρα μάζας \[m\] που αφήνεται από κάποιο ύψος, χτυπά ελαστικά σε οριζόντιο δάπεδο με ταχύτητα μέτρου \[υ_1=υ\] και ανακλάται με ταχύτητα μέτρου \[υ_2\]

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:

Βλήμα μάζας \[m\] κινείται με ταχύτητα \[u_0\] και συγκρούεται πλαστικά με ακίνητο κιβώτιο μάζας \[M=4m\] που είναι δεμένο στο κάτω άκρο αβαρούς ράβδου μήκους \[\ell\]. To άλλο άκρο της ράβδου είναι ακλόνητα στερεωμένο σε σημείο Ο γύρω από το οποίο μπορεί να περιστρέφεται όπως φαίνεται στο σχήμα. Η αρχική ταχύτητα που πρέπει να έχει το βλήμα ώστε το συσσωμάτωμα να εκτελέσει οριακά ανακύκλωση θα είναι:

Δύο σώματα με μάζες \[m_1=2 \, kg\] και \[m_2=3\, kg\] κινούνται χωρίς τριβές στο ίδιο οριζόντιο επίπεδο και σε κάθετες διευθύνσεις με ταχύτητες \[υ_1=4\, \frac{m}{s}\] και \[υ_2=2\, \frac{m}{s}\] (όπως στο σχήμα) και συγκρούονται πλαστικά. Η κινητική ενέργεια του συσσωματώματος είναι:

Δύο σώματα \[Σ_1\]και \[Σ_2\] με μάζες \[(m_1<m_2)\] αντίστοιχα κινούνται σε λείο οριζόντιο επίπεδο και κάποια στιγμή συγκρούονται πλαστικά, με αποτέλεσμα το συσσωμάτωμα που δημιουργείται να παραμένει ακίνητο. Αυτό σημαίνει ότι:

Σφαίρα μικρής μάζας που κινείται οριζόντια με ορμή μέτρου \[p\] προσκρούει ελαστικά και κάθετα στην επιφάνεια κατακόρυφου τοίχου. Το μέτρο της μεταβολής της ορμής της σφαίρας είναι:

Ένα βλήμα μάζας \[3m\] κινείται οριζόντια με ταχύτητα \[\vec{υ}\] όταν ξαφνικά εκρήγνυται και διασπάται σε δύο κομμάτια το ένα με μάζα \[m\] που κινείται με ταχύτητα \[4\vec{υ}\] και το άλλο με μάζα \[2m\]. Η ταχύτητα με την οποία κινείται το δεύτερο κομμάτι μάζας \[2m\] είναι

Σφαίρα μάζας \[m_1\], κινούμενη με ταχύτητα \[\vec {υ}_1\], συγκρούεται μετωπικά και ελαστικά με ακίνητη σφαίρα μάζας \[m_2\]. Οι ταχύτητες \[\vec {υ}_1'\] και \[\vec {υ}_2'\] των σφαιρών μετά την κρούση:

Ένα σώμα Α μάζας \[m\], κινείται με ταχύτητα \[υ\] σε λείο οριζόντιο επίπεδο και συγκρούεται μετωπικά και ελαστικά με το σώμα Β το οποίο ήταν ακίνητο. Να επιλέξετε τις σωστές από τις παρακάτω προτάσεις.

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 :

Κατά την κρούση δύο σωμάτων μετά από την οποία δημιουργείται συσσωμάτωμα:

Δύο χορευτές του πατινάζ με μάζες \[m_1\] και \[m_2 = 2m_1\] είναι αρχικά ακίνητοι. Κάποια στιγμή σπρώχνει ο ένας τον άλλο και κινούνται με ορμές μέτρου \[p_1\] και \[p_2\]. Θα ισχύει:

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

Ένα αντικείμενο φέρεται σε ηρεμία με την επίδραση μιας σταθερής δύναμης. Ποιος άλλος παράγοντας εκτός της μάζας και της ταχύτητας του αντικειμένου πρέπει να σας είναι γνωστά για να προσδιορίσετε το μέτρο μιας σταθερής δύναμης αντίθετης με την ταχύτητα που απαιτείται για να σταματήσει το αντικείμενο;

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

Όταν σ’ ένα σώμα ασκείται σταθερή δύναμη, τότε:

Δύο σώματα \[Σ_1\] και \[Σ_2\] με μάζες \[m_1\] και \[m_2\] αντίστοιχα (όπου \[m_2 =2 m_1\] ) έχουν ορμές ίσου μέτρου. Ο λόγος των κινητικών ενεργειών \[\frac{K_1}{K_2}\] είναι ίσος με:

Η μεταβολή της ορμής ενός σώματος αυξάνεται όταν:

Έκκεντρη ονομάζεται η κρούση κατά την οποία οι ταχύτητες των κέντρων μάζας των δύο συγκρουόμενων σωμάτων είναι μεταξύ τους: