Линейный импульс, сталкивающиеся тела, движутся ли они в одном направлении после столкновения

Вопрос :

два железнодорожных крытых вагона весом 50 , 000 N приближаются друг к другу на 5 м/с и 7 РС. После того, как они столкнутся и соединятся вместе, как быстро будет двигаться комбинация и в каком направлении?

Из проблемы у меня есть следующая настройка:

введите описание изображения здесь

С использованием С я как с а р я у нас есть вес С 1 "=" масса С 2 "=" 50 , 000 Н Затем с помощью г "=" 10 у нас есть:

масса  С 1 , С 1 "=" 5000 к г

Сохранение состояний линейного импульса

м 1 в 1 + м 2 в 2 "=" м 1 ты 1 + м 2 ты 2

Как м 1 "=" м 2 это дает

м ( в 1 + в 2 ) "=" м ( ты 1 + ты 2 )

Используя заданные значения (и принимая слева отрицательные значения), мы имеем

5 − 7 "=" ты 1 + ты 2

Тогда мы знаем, что, поскольку автомобили слипаются после столкновения, они движутся в левом направлении со скоростью − 2 м / с

Предполагая, что описанная выше работа верна - я не уверен, как бы я определил, слиплись ли автомобили или нет, если бы в проблеме не было указано, что они склеились? Нужна ли мне информация о материалах, чтобы ответить на этот вопрос?

Надеюсь, работа и рассуждения ясны и действительны.

Назовите конечную скорость ты для обоих товарных вагонов, поэтому конечный импульс равен м ты + м ты "=" 2 м ты .
Разве ответ не должен быть -1 м/с?

Ответы (2)

Да, при одномерном столкновении вам также потребуется информация об эластичности столкновения (т. е. какая часть общего KE теряется), а также о сохранении импульса для определения обеих конечных скоростей. Упругость столкновения количественно определяется коэффициентом восстановления COR, который представляет собой отношение относительных скоростей разделения и сближения. Как и коэффициенты трения, COR обычно одинаков для двух конкретных материалов в диапазоне относительных скоростей.

В этом случае вам говорят, что объекты слипаются. Это говорит вам, что COR=0.

В 2D или 3D столкновении вам потребуется дополнительная информация. Если объекты представляют собой круги или сферы, вам необходимо знать их радиус и расстояние между их центрами вдоль линии приближения. Точечные частицы не имеют радиуса, поэтому невозможно найти эту жизненно важную информацию и невозможно предсказать результат. Если есть трение, сферы могут обмениваться как вращательным, так и линейным импульсом. См. Как линейный импульс и угловой момент делятся при столкновении?

спасибо - так что мне нужно было бы использовать потерянный KE, чтобы определить это без информации, указанной в проблеме? (А в другой работе есть смысл?)
Это верно. Если бы вам не сказали, что объекты слипаются (COR=0), у вас не было бы достаточно информации, чтобы предсказать результат даже для одномерного столкновения.
ОК, круто - я не был слишком уверен, есть ли способ решить это. Спасибо

В реальном мире предсказать такие результаты не так уж и просто. Начнем с того, что свойства материалов, участвующих в столкновениях, и то, как они ведут себя под действием различных сил, связаны с материей.

Например, шарики из пластилина слипаются, когда ударяются друг о друга, и теряют кинетическую энергию в виде тепла и работы, затрачиваемой на изменение формы шариков. С другой стороны, стальные шарики обычно упруго сталкиваются и тратят мало кинетической энергии в виде тепла (они теряют часть энергии в виде звука). Типичная демонстрация этого — колыбель Ньютона .

В случае с железнодорожными вагонами могут возникнуть вопросы и по инженерным деталям. Например, когда автомобили сталкиваются, они могут упруго отскакивать назад или блокироваться при ударе с помощью крюка.

Суть в том, что выяснить это не так уж и просто, и именно поэтому в большинстве задач на уровне бакалавриата это указывается как один из заданных фактов.

Линейный импульс, сталкивающиеся тела, движутся ли они в одном направлении после столкновения
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v