Τεστ στις Κρούσεις (Επίπεδο δυσκολίας: Δύσκολο)

Σώμα μάζας \[m\] κινείται με οριζόντια ταχύτητα \[ υ\], συγκρούεται κάθετα και ελαστικά με κατακόρυφο τοίχο και ανακλάται με ταχύτητα \[υ'\]. Το μέτρο της μεταβολής της ορμής του σώματος είναι:

Μια σφαίρα \[Σ_1\] μάζας \[m_1\] συγκρούεται κεντρικά και ελαστικά με ακίνητη σφαίρα \[Σ_2\] μάζας \[m_2\]. Για να αποκτήσει η σφαίρα \[Σ_2\] μέγιστη ταχύτητα μετά την κρούση, η σχέση των δυο μαζών πρέπει να είναι

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 \[m_2=4m_1\].

Δύο σφαίρες κινούνται με ταχύτητες \[\vec {υ}_1\] και \[\vec {υ}_2\] και συγκρούονται κεντρικά και ελαστικά. Αν μετά την κρούση οι δύο σφαίρες κινούνται με ταχύτητες \[\vec {υ}_1'\] και \[\vec {υ}_2'\] τότε ισχύει:

Όταν δυο σώματα συγκρούονται πλαστικά τότε:

Μια μικρή σφαίρα κινείται οριζόντια με ορμή μέτρου \[p\] και προσκρούει ελαστικά και κάθετα στην επιφάνεια ενός τοίχου. Ποια από τις επόμενες προτάσεις είναι η σωστή; Η μεταβολή του μέτρου της ορμής της σφαίρας 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:

Σφαίρα \[Σ_1\] κινείται με \[\vec {u}_1\] και συγκρούεται μετωπικά και ελαστικά με ακίνητη σφαίρα \[Σ_2\] τριπλάσιας μάζας. Μετά την κρούση:

Μια σφαίρα προσκρούει κάθετα στην επιφάνεια ενός δαπέδου. Αν η κρούση είναι ανελαστική τότε:

Σώμα μάζας \[m\] κινείται οριζόντια με ταχύτητα μέτρου \[ u \]. Στη πορεία του συγκρούεται μετωπικά με άλλο σώμα και επιστρέφει κινούμενο με ταχύτητα μέτρου \[ 4 u \]. Το μέτρο της μεταβολής της ορμής του θα είναι:

Δύο αθλητές Α και Β με μάζες \[m\] και \[3m\] αντίστοιχα, στέκονται ακίνητος ο ένας απέναντι από τον άλλο σε ένα παγοδρόμιο. Κάποια στιγμή οι δύο αθλητές σπρώχνονται με αποτέλεσμα να κινηθούν με αντίθετη φορά. Αν η ταχύτητα που αποκτά ο αθλητής Α έχει μέτρο \[ |\vec{u}| \] , η ορμή του αθλητή Β θα έχει μέτρο ίσο με :

Οι ορμές δυο σωμάτων είναι οπωσδήποτε διαφορετικές αν:

Σφαίρα μικρής μάζας προσκρούει ελαστικά και πλάγια σε λείο δάπεδο όπως φαίνεται και στο σχήμα. Αν \[ u_1 \] και \[u_2\] είναι τα μέτρα της ταχύτητας της σφαίρας πριν και μετά την κρούση, \[π\] είναι η γωνία πρόσπτωσης και \[α\] η γωνία ανάκλασης τότε:

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

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:

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:

Κατά την ελαστική κρούση δύο σωμάτων:

Μια σφαίρα μάζας \[m\] κινείται κατακόρυφα προς τα κάτω και συγκρούεται ελαστικά με λείο οριζόντιο δάπεδο. Ελάχιστα πριν την κρούση η ταχύτητα της σφαίρας ήταν \[υ\]. Ποια από τις παρακάτω προτάσεις είναι η σωστή; Αν θεωρήσουμε ως θετική φορά τη φορά προς τα κάτω τότε η αλγεβρική τιμή της μεταβολής της ορμής της σφαίρας εξαιτίας της κρούσης ισούται με

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

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 \[0,2\, s\].

Σε μια πλαστική κρούση δύο σωμάτων:

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.

Μικρή σφαίρα, που κινείται ευθύγραμμα και ομαλά σε οριζόντιο επίπεδο, συγκρούεται ελαστικά και πλάγια με κατακόρυφο τοίχο. Στην περίπτωση αυτή:

Κατά την πλαστική κρούση:

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

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

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:

Ένα πυροβόλο όπλο μάζας \[Μ\] είναι ακίνητο. Ξαφνικά εκπυρσοκροτεί και εκτοξεύει βλήμα μάζας \[m=\frac{M}{10}\] με ταχύτητα \[u\]. Η ταχύτητα \[υ_{πυρ}\] του πυροβόλου μετά την εκπυρσοκρότηση είναι :

Δύο όμοιες σφαίρες ίδιας μάζας \[m\], κινούνται η μια προς την άλλη με ταχύτητες ίδιου μέτρου \[ u \] και κάποια στιγμή συγκρούονται κεντρικά και πλαστικά. Τότε:

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,