conservando Momentum

A principal ferramenta que você tem no cálculo o que vai acontecer em colisões é o conhecimento que o momento é conservada. Você sabe que o momento total antes da colisão é o mesmo que o momento total após a colisão, enquanto não há forças externas significativas.

Quando você tem dois objetos que colidem (um é inicialmente em repouso e o outro está se movendo), e você sabe a velocidade final e massa de um objeto após a colisão, você pode calcular a velocidade final do outro objeto. Você pode fazer isso porque o momento total é conservada, por isso é o mesmo, antes e depois da colisão, como mostrado por esta equação:

p_o = p_f

pergunta amostra

1. A bola de bilhar com uma massa de 170 g e uma velocidade de 30 m / s bate em outra bola de bilhar que está em repouso. Se a primeira bola de bilhar acaba indo na mesma direção com uma velocidade de 10 m / s, o que é a nova velocidade da segunda bola de bilhar?

   A resposta correta é de 20 m / s.

1. Use a equaçãop_o P =_f.

2. Todas as viagens é no mesmo sentido nesta questão, para que possa tratá-lo como uma equação escalar. Encontre o momento total original:

   p_o = (0,17 kg) (30 m / s) = 5,1 kg-m / s

3. O impulso inicial total é igual ao impulso final total, que é dado por esta expressão, onde p_2fé o momento final da segunda bola:

   p_o= 5,1 kg-m / s = p_f = (0,17 kg) (10 m / s) + p_2f

4. Resolva para p_2f:

   p_2f= 5,1 kg-m / s - 1,7 kg-m / s = 3,4 kg-m / s

5. Dividirp_2f em massa de bola da piscina para encontrar a sua velocidade:

   

questões práticas

1. A 160-g disco de hóquei viajando a 60 m / s atinge um disco estacionário. Se o primeiro disco acaba indo a 20 m / s na mesma direção como o segundo disco, o quão rápido é o segundo disco em movimento?

2. Você está dirigindo um carro pára-choques em um circo parque de diversões em 18 m / s, e você atingiu outro carro que está em repouso.

   Se você acabar indo a 6,0 m / s, o que é a velocidade final do outro carro, uma vez que ambos os carros têm massa 100,0 kg, você tem massa de 80,0 kg, ea outra pessoa tem uma massa de 70,0 kg?

3. 3.Em do campo de atletismo, uma bola de golfe com uma massa de 0,20 kg e velocidade de 100,0 m / s bate uma bola de futebol em repouso que tem uma massa de 0,45 kg.

   Se a bola de golfe termina-se em repouso, o que é a velocidade final da bola de futebol, uma vez que se desloca na mesma direcção que a bola de golfe foi originalmente viajar?

4. Você está parado em um semáforo quando um carro 1.000,0 kg (incluindo motorista) bate em você por trás de 10,0 m / s. Ouch.

   Se o outro carro acaba movendo-se a 6 m / s, e se você e seu carro tem uma massa de 940 kg, o que é a sua velocidade final?

Seguem-se respostas para as questões práticas:

1. 58 m / s

1. Use o equationp_o P =_f.

2. Os discos de viajar na mesma direção aqui, então você pode tratar isso como uma equação escalar. Encontre o momento total original:

   p_o= (0,16 kg) (60 m / s) = 9,6 kg-m / s

3. Este é igual ao impulso final total, que é dado por esta expressão, onde p_2f é o momento final do segundo disco:

   p_o= 9,6 kg-m / s = p_f= (0,16 kg) (20 m / s) + p_2f

4. Resolva para p_2f:

   p_2f = 9,6 kg-m / s - 0,32 kg-m / s = 9,28 kg-m / s

5. 5.Dividir p_2fem massa do disco para encontrar a sua velocidade:

   

13 m / s

Use a equação p_o P =_f.

Os adesivos para carros viajam na mesma direção aqui, então você pode tratar isso como uma equação escalar. Encontre o momento total original:

p_o= (18 m / s) (100,0 kg 80,0 kg) + = 3.240 kg-m / s

Este é igual ao impulso final total, que é dado por esta expressão, onde p_2fé o momento final do segundo carro pára-choques:

p_o= 3,240 kg-m / s = p_f= (100,0 kg + 80,0 kg) (6,0 m / s) +p_2f

Resolva para p_2f:

p_2f= 3,240 kg-m / s - 1,080 kg-m / s = 2160 kg-m / s

Dividir p_2fpelo pára-choques de carros e massa da pessoa a encontrar a sua velocidade:

que arredonda para 13 com figuras significativas

44 m / s

Use a equação p_o = p_f.

Encontre o momento total original:

p_o= (0,20 kg) (100,0 m / s) = 20 kg-m / s

Este é igual ao impulso final total, que é dado por esta expressão, ondep_2fé o momento final da bola de futebol:

p_o= 20 kg-m / s = p_f= p_2f

Resolva para p_2f:

p_2f = 20 kg-m / s

Dividir p_2fem massa da bola de futebol para encontrar a sua velocidade:

4,2 m / s

Use a equação p_o = p_f.

Encontre o momento total original:

p_o= (1.000,0 kg) (10,0 m / s) = 10.000 kg-m / s

Este é igual ao impulso final total, que é dado pela expressão seguinte, onde p_2f é o momento final do carro:

p_o= 10.000 kg-m / s = p_f= (1.000,0 kg) (6 m / s) + p_2f

Resolva para p_2f:

p_2f= 4,000 kg-m / s

Dividir p_2fpor você e massa do seu carro para encontrar a sua velocidade: