[fysica] mechanica - impuls, botsingen

abel

ik heb twee vraagjes voor jullie!

de leraar fysica zei dat er een paar verschillen zaten tussen de Impuls en de Stootkracht, maar wat zijn deze?

en waarom zijn deze alletwee ingevoerd in de fysica?

ook snap ik niet hoe je de vervormingsarbeid (W=Ekin,voor - Ekin,na) moet berekenen bij een volkomen niet elastische botsing. het probleem zit hem in die Ekin, na de botsing te vinden.

vbje:

Twee bollen uit boetseerklei hebben respectievelijk massa's van 200 en 50gram. Ze bewegen met elkaar toe met respectievelijke snelheiden van 0.5 en 0.7m/s. hoe groot is de vervormingsarbeid?

dank op voorhand

Jan van de Velde

In plaats van stootkracht, gebruik: stoot .

Stoot is de kracht maal de tijd dat die kracht wordt uitgeoefend : S = F·Δt

Impuls is een maat voor de hoeveelheid beweging : p = m·v

hou even in de gaten dat stoot, kracht en impuls en snelheid vectorgrootheden zijn (de richting is belangrijk, vooral in berekeningen ook dus).

omdat F = m·a

a = Δv/Δt

dus geldt F = m·Δv/Δt

delta t naar de andere kant:

F·Δt= m·Δv

geldt dat stoot = verandering van impuls

S= Δp

voor je kleiballenprobleem: bij onelastische botsingen blijft de kinetische energie níet behouden, maar de impuls wél.....

abel

Dankje voor de uitleg

maar ik snap niet hoe je dat verschil in kinetische energie moet berekenen, dus m.a.w de vervormingsarbeid.

dus in dit vraagstukje:

Twee bollen uit boetseerklei hebben respectievelijk massa's van 200 en 50gram. Ze bewegen met elkaar toe met respectievelijke snelheiden van 0.5 en 0.7m/s. hoe groot is de vervormingsarbeid?

begin ik als volgt:

Wvervorming= E _kin,voor - _{E kin, na}

= E _{kin, voor} - 0.5.m.v_{gemeenschappelijk}²

Maar hoe bereken je dan de kinetische energie voor de botsing?

En mag je de kinetische energie na de botsing berekenen met de algemene formule voor de Ekin?

Jan van de Velde

kinetische energie vóór de botsing is een optelsommetje van ½mv² van elk van de kleibollen.

impuls vóór de botsing is een optelsommetje van mv van elk van de kleibollen

na de botsing heb je nog één kleibal over.

die heeft dezelfde impuls mv als de voormalige bolletjes samen (wet van behoud van impuls)

de m daarvan ken je, de v kun je dus berekenen

nu kun je ook ½mv² van je grote kleibol berekenen en vergelijken met je oorspronkelijke ½mv². Het verschil is de vervormingsarbeid.

abel

ik heb het eens nagerekend maar het klopt niet.

een sommetje van de kinetische energie van alletwee de bollen geeft:

25+12.25

de snelheid na de botsing van de gehele massa (=mbol1+mbol2) bedraagt 0.26m/s.

en dus de kinetische energie

8.45

het verschil hiervan:

25+12.25-8.45 = 28.8 J

maar het boek zegt dat de oplossing 0.029 Joule bedraagt.

Phys

Vreemd, ik kom uit op 0.0008 Joule...

de snelheid na de botsing van de gehele massa (=mbol1+mbol2) bedraagt 0.26m/s.

Ik kom uit op 0.54 m/s:

\(v=\frac{m_1 v_1+m_2 v_2}{m_1+m_2}=0.54\)

.

Voor de zekerheid, kloppen de volgende waarde uit je openingspost wel?:

m1=0.2

m2=0.05

v1=0.5

v2=0.7

abel

Phys schreef:Vreemd, ik kom uit op 0.0008 Joule...

Ik kom uit op 0.54 m/s:

\(v=\frac{m_1 v_1+m_2 v_2}{m_1+m_2}=0.54\)
.

Voor de zekerheid, kloppen de volgende waarde uit je openingspost wel?:

m1=0.2

m2=0.05

v1=0.5

v2=0.7

je hebt een tekenfout gemaakt, want de ballen gaan naar elkaar toe.

dus je moet eigenlijk: m1v1 - m2v2 doen.

smogfrogie

Wat is het verschil tussen een elastische botsing en een volkomen elastische botsing ?

alvast bedankt

Phys

Volkomen elastische botsing: kinetische energie is behouden.

Volgens mij wordt het woord 'volkomen' alleen maar gebruikt om aan te geven dat het écht een perféct elastische botsing is.

Een bekende grootheid die hiermee te maken heeft, is de 'coefficient of restitution':

\(\epsilon\equiv\frac{|\dot{x}_2'-\dot{x}_1'|}{|\dot{x}_2-\dot{x}_1|}\)

, met

\(\dot{x}_1\)

de snelheid van deeltje 1 vóor de botsing,

\(\dot{x}_2\)

de snelheid van deeltje 2 vóor de botsing

\(\dot{x}_1'\)

de snelheid van deeltje 1 ná de botsing,

\(\dot{x}_2'\)

de snelheid van deeltje 2 ná de botsing

volkomen elastische botsing:

\(\epsilon=1\)

volkomen inelastische botsing:

\(\epsilon=0\)

Bij de meeste botsingen zal

\(\epsilon\)

tussen 0 en 1 liggen (bijv. bij een biljartbal ongeveer 0.95, dit geeft aan dat er relatief weinig kinetische energie verloren gaat).

Phys

Is volkomen elastisch botsing dan een klein onderdeel van een elastisch botsing ?

Volgens mij wordt dit onderscheid niet zo vaak gemaakt. Meestal wordt met volkomen elastisch en elastisch hetzelfde bedoeld. In 'natuurkundesommetjes' is het vaak óf volkomen elastisch, óf volkomen inelastisch.

Hoe je de tussenvorm wilt noemen, mag je zelf weten (

\(0<\epsilon<1\)

)

Hangt dat alleen maar af van de snelheid (en niet van bv energieverlies) die volkomen botsingen?

Het hangt juist wel af van het energieverlies: als de kinetische energie is behouden, is de botsing elasisch. Maar als de kinetische energie is behouden, is de snelheid ook behouden, immers

\(E_k=\frac{1}{2}mv^2\)

.

smogfrogie

Hebben materiaal, zwaartekracht en luchtweerstand invloed op de botsing? zoja met welke formule moet je dat dan aantonen ?

Phys

De waarde van epsilon wordt voor een groot deel bepaald door het materiaal. Twee stukken klei zullen na botsing aan elkaar blijven 'plakken', zodat epsilon=0. Voor biljartballen geldt epsilon=(ong.)0.95.

Luchtweerstand en andere weestandsvormen beïnvloeden de snelheid, en dus ook epsilon.

Als je álles erbij wilt betrekken wordt het dus erg ingewikkeld, omdat er veel invloeden zijn.

smogfrogie

Phys schreef:Luchtweerstand en andere weestandsvormen beïnvloeden de snelheid, en dus ook epsilon.

Als je álles erbij wilt betrekken wordt het dus erg ingewikkeld, omdat er veel invloeden zijn.

Dus door de zwaartekracht vermindert de snelheid ? komt dat dan door meer wrijving met de grond doordat er een sterkere zwaartekracht is ?

Ik moet dit allemaal doen voor mijn eindwerk en het is nodig dat ik de belangrijkste invloeden bespreek.

weet er nog iemand invloeden ???

bedankt voor de snelle reactie

Phys

Dus door de zwaartekracht vermindert de snelheid ? komt dat dan door meer wrijving met de grond doordat er een sterkere zwaartekracht is ?

Klopt; voor de wrijvingskracht geldt

\(=F_w=\mu\cdot F_N\)

met mu de wrijvingscoëfficiënt en F_N de normaalkracht. Over het algemeen zal de normaalkracht groter zijn bij grotere zwaartekracht.

zie hier

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

[fysica] mechanica - impuls, botsingen

[fysica] mechanica - impuls, botsingen

Re: [fysica] mechanica - impuls, botsingen

Re: [fysica] mechanica - impuls, botsingen

Re: [fysica] mechanica - impuls, botsingen

Re: [fysica] mechanica - impuls, botsingen

Re: [fysica] mechanica - impuls, botsingen

Re: [fysica] mechanica - impuls, botsingen

Re: [fysica] mechanica - impuls, botsingen

Re: [fysica] mechanica - impuls, botsingen

Re: [fysica] mechanica - impuls, botsingen

Re: [fysica] mechanica - impuls, botsingen

Re: [fysica] mechanica - impuls, botsingen

Re: [fysica] mechanica - impuls, botsingen

Re: [fysica] mechanica - impuls, botsingen