Τεστ στις Κρούσεις (Επίπεδο δυσκολίας: Δύσκολο)

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:

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

Ποια από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή; Η ορμή ενός σώματος έχει πάντα την κατεύθυνση:

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

Σώμα βρίσκεται αρχικά ακίνητο και απέχει αποστάσεις \[L_1\] και \[L_2\] από τις άκρες ενός λείου, οριζόντιου τραπεζιού. Κάποια στιγμή το σώμα εκρήγνυται σε δύο κομμάτια με μάζες \[m_2=4m_1\].

Ένας ακοντιστής με μάζα \[Μ=60\, kg\] κινείται με ταχύτητα \[u_1= 5\, \frac{m}{s}\] και ρίχνει ένα ακόντιο μάζας \[m=4\, kg\] με ταχύτητα \[u_2'= 30\, \frac{m}{s}\] στην ίδια κατεύθυνση με την αρχική ταχύτητά κίνησής του. Αυτή του η κίνηση τι αποτέλεσμα έχει στην ταχύτητά του; Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση.

Ποια από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή; Η κρούση μεταξύ δύο σωμάτων χαρακτηρίζεται ελαστική όταν:

Μια σφαίρα πολύ μικρής μάζας κινείται με ταχύτητα \[\vec{υ}\] και συγκρούεται κεντρικά και ελαστικά με άλλη ακίνητη σφαίρα πολύ μεγαλύτερης μάζας. Ποιες από τις επόμενες προτάσεις είναι σωστές;

Η ορμή ενός συστήματος σωμάτων που συγκρούονται παραμένει σταθερή διότι:

Δύο σώματα με μάζα \[m= 100\; kg\] κινούνται το ένα βόρεια και το άλλο ανατολικά με ταχύτητες μέτρου \[u_1=3 \frac{m}{s}\] και \[u_2= 4 \frac{m}{s}\]. Το μέτρο της ορμής του συστήματος είναι :

Όταν δυο σώματα συγκρούονται πλαστικά τότε:

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

Μικρό σφαιρίδιο μάζας \[m\] εκτελεί ομαλή κυκλική κίνηση με γραμμική ταχύτητα μέτρου \[υ\] και περίοδο \[Τ\]. Σε χρονική διάρκεια \[Δt = \frac{Τ}{2}\], η μεταβολή της ορμής του σώματος έχει μέτρο ίσο με

Ένας άνθρωπος, που βρίσκεται ακίνητος πάνω σε λεία επιφάνεια, πετάει μία πέτρα που κρατούσε. Τότε:

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 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:

Ακίνητο σώμα εκρήγνυται και διασπάται σε δύο κομμάτια με ίσες μάζες. Η εκλυόμενη ενέργεια από την έκρηξη μετατρέπεται κατά \[50\%\] σε θερμότητα. Αυτό σημαίνει ότι η κινητική ενέργεια κάθε κομματιού που προέκυψε από την έκρηξη αποτελεί:

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:

Ποιο από τα ακόλουθα σώματα έχει τη μεγαλύτερη κατά μέτρο ορμή;

Μια μικρή σφαίρα μάζας \[m_2\] συγκρούεται μετωπικά και ελαστικά με ακίνητη μικρή σφαίρα μάζας \[m_1\]. Μετά την κρούση οι σφαίρες κινούνται με αντίθετες ταχύτητες. Ο λόγος των μαζών \[\frac{m_1}{m_2}\] των δυο σφαιρών είναι

Σε κάθε ανελαστική κρούση, η κινητική ενέργεια του συστήματος των σωμάτων πριν την κρούση \[Κ_{πριν}\] και η κινητική ενέργεια του συστήματος των σωμάτων μετά την κρούση \[Κ_{μετά}\] συνδέονται με τη σχέση:

Ένα σώμα που κινείται με ταχύτητα \[u\] συγκρούεται πλαστικά με ακίνητο σώμα διπλάσιας μάζας όπως φαίνεται στο σχήμα. Το συσσωμάτωμα που θα δημιουργηθεί θα έχει ταχύτητα :

Δυο σφαίρες Α και Β με ίσες μάζες κινούνται στον ίδιο οριζόντιο άξονα \[x'x\] κατά τη θετική φορά με ταχύτητες \[υ_Α=10 \: \frac{m}{s} \] και \[υ_Β = 4 \: \frac{m}{s}\]. Οι σφαίρες συγκρούονται μετωπικά και μετά την κρούση η σφαίρα Α έχει ταχύτητα \[υ_Α' = 4 \: \frac{m}{s}\].

Ένα χτύπημα με το χέρι ασκεί μεγαλύτερη δύναμη όταν:

Δύο μάζες \[m\] και \[2m\] συγκρούονται μεταξύ τους. Κατά τη διάρκεια της επαφής τους:

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:

Δύο σφαίρες Α και Β με ίσες μάζες, μία εκ των οποίων είναι ακίνητη, συγκρούονται κεντρικά και ελαστικά. Το ποσοστό της μεταβιβαζόμενης ενέργειας από τη σφαίρα που κινείται στην αρχικά ακίνητη σφαίρα είναι:

Στο πείραμα ανακάλυψης του νετρονίου, τα άγνωστα σωματίδια (νετρόνια) συγκρούονται κεντρικά και ελαστικά με ακίνητους πυρήνες υδρογόνου (πρωτόνια). Μετά την κρούση παρατηρούμε ότι τα νετρόνια παραμένουν σχεδόν ακίνητα. Αυτό σημαίνει ότι η μάζα τους είναι:

Μια σφαίρα μάζας \[m_1\] συγκρούεται ελαστικά και κεντρικά με άλλη ακίνητη σφαίρα μάζας \[m_2\]. Μετά την κρούση η σφαίρα με μάζα \[m_2\] θα έχει μέγιστη κινητική ενέργεια αν (αγνοώντας τη βαρύτητα ) ισχύει :

Μία σφαίρα προσκρούει ελαστικά και πλάγια σε έναν τοίχο με ταχύτητα μέτρου \[υ\] και διεύθυνσης που σχηματίζει γωνία \[\hat{π}\] με την κάθετη στον τοίχο. Αν \[υ'\] το μέτρο της ταχύτητας της σφαίρας μετά την κρούση και \[\hat{α}\] η γωνία που σχηματίζει η διεύθυνσή της με την κάθετη στον τοίχο θα ισχύει: