Τεστ στις Κρούσεις (Επίπεδο δυσκολίας: Δύσκολο)

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 το \[\frac{1}{5}\] της αρχικής της τιμής. Για το λόγο των μαζών ισχύει

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

Στο παρακάτω διάγραμμα φαίνεται η γραφική παράσταση της ορμής σε συνάρτηση με το χρόνο \[p=f(t)\], ενός σώματος που συγκρούεται με ακλόνητο τοίχο. Η μεταβολή του μέτρου της ορμής του σώματος είναι:

Στην ανελαστική κρούση μεταξύ δύο σφαιρών:

Σε ένα λείο οριζόντιο επίπεδο βρίσκεται μία σανίδα μάζας \[m=10\; kg\] και πάνω της ένα ακίνητο παιδί μάζας \[M=40\; kg\]. Αν το παιδί ξεκινήσει να κινείται στη σανίδα με ταχύτητα \[u_1=2\; \frac{m}{s}\] ως προς το έδαφος,

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

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

Ένα σύστημα σωμάτων είναι μονωμένο όταν:

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

Στην οριζόντια βολή ενός σώματος, ο ρυθμός μεταβολής της ορμής του σώματος ισούται με:

Η ανελαστική κρούση μεταξύ δύο σφαιρών:

Σε κάθε κρούση μεταξύ δύο σφαιρών μεταβάλλεται:

Σε μία κρούση μίας μπάλας με έναν τοίχο η μπάλα δέχεται μεγαλύτερη δύναμη όταν:

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

Όταν δυο σώματα συγκρούονται πλαστικά τότε:

Οι σφαίρες \[Σ_1\], \[Σ_2\] του παρακάτω σχήματος έχουν μάζες \[m_1=m\] και \[m_2=2m\] αντίστοιχα και ταχύτητες μέτρων \[υ_1=4υ\] και \[υ_2=υ\]. Οι σφαίρες συγκρούονται κεντρικά και ελαστικά. Τα μέτρα των ταχυτήτων των σφαιρών αμέσως μετά την κρούση είναι:

Κατά την διάρκεια της κρούσης μεταξύ δυο σωμάτων οι δυνάμεις που ασκεί το ένα σώμα στο άλλο έχουν:

Ένα σώμα εκτελεί ελεύθερη πτώση από κάποιο ύψος \[h\]. Κατά τη κίνηση του σώματος το διάνυσμα της μεταβολής της ορμής του \[( Δ\vec{ p} )\] 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:

Ένα σώμα Α μάζας \[m\] συγκρούεται κεντρικά και ελαστικά με άλλο ακίνητο σώμα Β τριπλάσιας μάζας. Μετά την κρούση:

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.

Βλήμα μάζας \[m\] κινείται με ταχύτητα \[\vec{u}_0\] συγκρούεται κεντρικά και πλαστικά με κιβώτιο μάζας \[M=3m\] που είναι αρχικά ακίνητο στη βάση κεκλιμένου επιπέδου γωνίας κλίσης \[φ= 30^0\]. Το κεκλιμένο επίπεδο έχει μήκος \[S\] και παρουσιάζει συντελεστή τριβής \[μ=\frac{\sqrt{3}}{6}\] με το κιβώτιο. Tο μέτρο της ταχύτητας \[u_0\] που πρέπει να έχει το βλήμα ώστε το συσσωμάτωμα, μετά τη κρούση αφού ολισθήσει, να σταματήσει στη κορυφή του κεκλιμένου επιπέδου είναι:

Ένα σώμα εκτελεί οριζόντια βολή από κάποιο ύψος \[h\]. Κατά τη κίνηση του σώματος:

Ένας ψαράς στέκεται ακίνητος στην πλώρη της βάρκας του, η οποία ηρεμεί στην επιφάνεια της θάλασσας. Ο ψαράς αρχίζει και κινείται προς την πρύμνη.

Η αρχή διατήρησης της μηχανικής ενέργειας ισχύει:

Αν η κρούση που φαίνεται στο σχήμα οδηγήσει σε ακίνητο συσσωμάτωμα, η ταχύτητα του \[m_2\] πρέπει να έχει μέτρο:

Σώμα \[Σ_1\], μάζας \[m_1\], που κινείται με ταχύτητα μέτρου \[υ\] έχοντας κινητική ενέργεια \[K_1\],συγκρούεται πλαστικά με ακίνητο σώμα \[Σ_2\] μάζας \[m_2\]. Το συσσωμάτωμα που προκύπτει έχει κινητική ενέργεια \[Κ\]. Αν για τις κινητικές ενέργειες ισχύει \[Κ =\frac{ Κ_1}{2}\], ο λόγος των μαζών των δύο σωμάτων \[\frac{ m_1}{m_2}\] θα έχει τιμή

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:

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:

Ποια από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή;