Τεστ στις Κρούσεις (Επίπεδο δυσκολίας: Δύσκολο)

Αφήνουμε μία μπάλα από ύψος \[h\] να πέσει και φτάνει στο έδαφος με ταχύτητα \[u\]. Μετά την κρούση με το έδαφος, η μπάλα ανακλάται προς τα πάνω με ταχύτητα μέτρου \[u'\]. Να επιλέξετε τις σωστές από τις παρακάτω προτάσεις.

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:

Μια μπάλα μάζας \[m\] κινείται οριζόντια με ταχύτητα \[ \vec{ u} \] οπότε ξαφνικά κτυπάει σε κατακόρυφο τοίχο ανακλάται και επιστρέφει με αντίθετη ταχύτητα. Το μέτρο της μεταβολής της ορμής της μπάλας είναι ίση με:

Σε κάθε κεντρική κρούση διατηρείται:

Σφαίρα \[Σ_1\], μάζας \[m_1\] κινείται με ταχύτητα \[υ_1\] και συγκρούεται έκκεντρα και ελαστικά με άλλη σφαίρα \[Σ_2\], μάζας \[m_2\], που αρχικά είναι ακίνητη. Μετά την κρούση οι δύο σφαίρες κινούνται σε κάθετες διευθύνσεις με ταχύτητες \[v_1\, ,\, v_2\]. Ο λόγος των μαζών τους \[\frac{m_1}{m_2}\] είναι:

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:

Κατά την κρούση μεταξύ δύο σωμάτων:

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:

Δύο αθλητές με μάζες \[m\] και \[3m\] αντίστοιχα, στέκονται ακίνητοι ο ένας απέναντι από τον άλλο σε ένα παγοδρόμιο. Κάποια στιγμή οι δύο αθλητές σπρώχνονται με αποτέλεσμα να κινηθούν αντίθετα. Αν η ορμή που αποκτά ο πρώτος αθλητής είναι ίση με \[ \vec{p} \], η ορμή του δεύτερου αθλητή θα είναι ίση με:

Η ορμή ενός συστήματος δύο σωμάτων διατηρείται:

Σφαίρα Α συγκρούεται μετωπικά και ελαστικά με ακίνητη σφαίρα Β μεγαλύτερης μάζας. Η ταχύτητα της σφαίρας Α μετά την κρούση:

Η ορμή ενός σώματος:

Στην ανελαστική κρούση μεταξύ δύο σφαιρών:

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

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 \[m_2=4m_1\].

Ποια από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή;

Ένα σύστημα σωμάτων είναι μονωμένο όταν:

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.

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 πανομοιότυπες σφαίρες που έχουν την ίδια μάζα \[m\], κινούνται προς αντίθετες κατευθύνσεις με ταχύτητες που έχουν το ίδιο μέτρο \[υ\] και συγκρούονται κεντρικά και ελαστικά. Ποια από τις ακόλουθες προτάσεις είναι σωστή;

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

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:

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:

Ένας άνθρωπος που βρίσκεται πάνω σε λεία επιφάνεια πετάει μία πέτρα που κρατούσε. 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

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 :

Δυο σφαίρες \[Σ_1\] και \[Σ_2\], της ίδιας μάζας, κινούνται με ταχύτητες \[υ_1=10\; \frac{m}{s} \] και \[υ_2=-15 \; \frac{m}{s} \] και συγκρούονται κεντρικά και ελαστικά. Μετά την κρούση η ταχύτητα της σφαίρας \[Σ_2\] θα είναι:

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:

Να επιλέξετε τις σωστές από τις παρακάτω προτάσεις. Όταν δυο σώματα με διαφορετικές μάζες συγκρούονται ελαστικά τότε:

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: