Занесіть в протокол кути розльоту, швидкості і енергії тел. Можете задати і інші параметри, зокрема розглянути випадок зіткнення дуже легкого тіла з важким (m 1 <
Для будь-яких трьох розібраних випадків Ви можете отримати копію екрану на принтері. Для цього змініть конфігурацію систему в режим чорно-білого зображення, введіть необхідні параметри і натисніть клавішу "PrtSc". Перед цим переконайтеся, що в принтер вставлено аркуш паперу і горить сигнал "On Line".
При непружного ударі деформації, що виникли при стисненні тел, не зникають повністю, і частина кінетичної енергії переходить у внутрішню енергію куль і теплову. Найпростішим випадком є абсолютно непружних удар, коли в момент вирівнювання швидкостей сили взаємодії повністю зникають і тіла рухаються далі як одне ціле. Моделлю абсолютно непружних тел можуть служити свинцеві або пластилінові кулі, попадання кулі в ящик з піском, що стоїть на візку і т.д. В атомній фізиці неупругие взаємодії утворюють важливий клас взаємодій, коли одна з частинок захоплюється інший.
При неупругом зіткненні кінетична енергія в загальному вигляді не зберігається, частина її переходить в тепло (процес дисипації). При зіткненні атомних частинок кінетична енергія переходить у внутрішню (з дистанційним управлінням, коливальний або обертальний збудження).
Так як закон збереження механічної енергії тепер не виконується, для повного опису руху необхідно залучити закон збереження моменту імпульсу. Для зіткнення двох тіл закони збереження імпульсу і моменту імпульсу мають вигляд:
P 0 = m 1 υ 1 = P = (m 1 + m 2) u
L 0 = m 1 υ 1 Δ 1 = L = I ω
Рівняння (15) і (16) записані в скалярному вигляді, напрями векторів швидкостей збігаються, а напрямок вектора кутової швидкості ω збігається з напрямком вектора моменту імпульсу (рис. 4).
Момент імпульсу в (16) виражений через прицільний параметр Δ 1 - відстань від лінії швидкості до центру мас системи. Можна висловити момент імпульсу і через звичайне прицільне відстань Δ
де I 1 і I 2 - моменти інерції стикаються тел щодо своїх геометричних осей, останній член в (19) з'явився відповідно до теореми Штейнера. Моменти інерції суцільного
кулі та суцільного циліндра рівні відповідно 2 5 mR 2 і 1 2 mR 2.
З рівняння (15) знаходиться швидкість руху центру мас утворилася пов'язаної системи, з рівняння (16) кутова швидкість обертання. Якщо швидкість υ 1 і розміри R 1 і R 2
висловлювати у відповідних масштабах (м - м / с, см - см / с.) то ω буде виражена в радіанах в секунду з -1.
2.1 Баланс енергії для непружного удару
Кінетична енергія налітаючого тіла K 0 = 1 2 m υ 1 2 в момент зіткнення переходить в тепло Q і частково в кінетичну енергію утворилася пов'язаної системи.
Про кінетичної енергії кожного з з'єднаних тел говорити важко, тому що обидва тіла безперервно обмінюються кінетичної енергією. В деякі моменти часу кінетична енергія одного з тіл може навіть звертатися в нуль. У ці моменти це тіло зупиняється, вся кінетична енергія переходить до іншого тіла, яке рухається в цей час з найбільшою можливою для даного випадку швидкістю. Цим моментом відповідають точки зламу (піки) на траєкторії руху (циклоїді).
Зверніть увагу на випадки такого роду.
У зв'язку з зазначеними особливостями балансові діаграми енергії виглядають для непружного зіткнення відмінно від діаграм для пружного зіткнення. Вся кінетична енергія першого тіла переходить в три види енергії: