Τεστ στις Κρούσεις (Επίπεδο δυσκολίας: Εύκολο)

Μεταλλική συμπαγής σφαίρα \[Σ_1\] κινούμενη προς ακίνητη μεταλλική συμπαγή σφαίρα \[Σ_2\], τριπλάσιας μάζας από τη \[Σ_1\], συγκρούεται μετωπικά και ελαστικά με αυτή. Το ποσοστό της αρχικής κινητικής ενέργειας της \[Σ_1\] που μεταβιβάζεται στη \[Σ_2\] κατά την κρούση είναι:

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

Ένα σώμα εκτελεί οριζόντια βολή από κάποιο ύψος \[h\]. Κατά τη κίνηση του σώματος από μία θέση Κ σε μία θέση Λ, το διάνυσμα της μεταβολής της ορμής \[ Δ \vec{ p} \] έχει:

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:

Σε μια κεντρική και ανελαστική κρούση μεταξύ δυο σφαιρών οι δυνάμεις που ασκεί η μια σφαίρα στην άλλη στην διάρκεια της κρούσης:

Σε ένα σώμα ασκείται μια και μόνο δύναμη \[\vec{F}\] , σταθερή. Η δύναμη είναι αντίρροπη της αρχικής ταχύτητας \[\vec{υ}_0\] του σώματος. Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές;

Σώμα μάζας \[m=2\;kg\] κινείται με \[ u_1 =10 \; \frac{m}{s} \] πάνω σε λείο οριζόντιο επίπεδο. Το σώμα προσκρούει σε κατακόρυφο τοίχο και επιστρέφει με ταχύτητα μέτρου \[ 8\; \frac{m}{s}\]. Τότε :

Δυο σώματα συγκρούονται έκκεντρα όταν:

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

Η αρχή διατήρησης της μηχανικής ενέργειας ισχύει:

Ένα νετρόνιο βάλλεται προς έναν πυρήνα ηλίου ο οποίος είναι ακίνητος και έχει τετραπλάσια μάζα από το νετρόνιο. Μετά την κρούση που θεωρείται μετωπική και ελαστική:

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:

Να επιλέξετε τις σωστές από τις παρακάτω προτάσεις.

Κατά την μετωπική ελαστική κρούση μιας σφαίρας \[Σ_1\] μάζας \[m_1\] που χτυπάει με ταχύτητα \[υ_0\] σε ακίνητη σφαίρα \[Σ_2\] μάζας \[m_2\],

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

Η ορμή ενός σώματος που εκτελεί ομαλή κυκλική κίνηση έχει κατεύθυνση ίδια:

Ένα χτύπημα με το χέρι ασκεί μεγαλύτερη δύναμη όταν:

Σφαίρα μάζας \[4kg\] αφήνεται να πέσει από κάποιο ύψος και φτάνει στο έδαφος με \[|u|=3 \frac{m}{s}\] ενώ αναπηδά με \[|u'|=1 \frac{m}{s}\]. Το μέτρο της μεταβολής της ορμής του είναι:

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

Η ανελαστική κρούση μεταξύ δύο σφαιρών:

Κατά την πλάγια ελαστική κρούση μίας σφαίρας με τοίχο δε μεταβάλλεται:

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:

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:

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 :

Ένα σώμα μάζας \[m_1\] συγκρούεται μετωπικά με δεύτερο ακίνητο σώμα μάζας \[m_2\]. Aν η σύγκρουση θεωρηθεί ελαστική και η αρχική κινητική ενέργεια του \[m_1\] είναι \[K_1\] , η κινητική ενέργεια που χάνει το \[m_1\] είναι:

Δύο σώματα Α και Β, με μάζες \[m\] και \[3m\] αντίστοιχα, βρίσκονται ακίνητα πάνω σε λείο οριζόντιο επίπεδο. Δίνουμε στο σώμα Α αρχική ταχύτητα έτσι ώστε να κινηθεί προς τη θετική φορά και να συγκρουστεί κεντρικά και ελαστικά με το ακίνητο σώμα Β. Η αλγεβρική τιμή της ταχύτητας του σώματος Β μετά την κρούση είναι:

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:

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

Έστω ότι έχουμε ένα σώμα μάζας \[m\] που εκτελεί ΕΟΚ με ταχύτητα \[u\]. Αν του ασκήσουμε για κάποιο χρονικό διάστημα \[Δt\] μια σταθερή δύναμη \[F\], τότε ο ρυθμός μεταβολής της ορμής του για το χρονικό διάστημα \[Δt\]:

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: