Ein Ball mit einer Masse von # 2 kg #, der sich mit # 3 m / s bewegt, trifft einen stillen Ball mit einer Masse von # 10 kg #. Wenn der erste Ball aufhört zu bewegen, wie schnell bewegt sich der zweite Ball? Wie viel kinetische Energie ging bei der Kollision als Wärme verloren?

Antworten:

Die zweite Kugel bewegt sich um # 0.6ms ^ -1 #.

# 7.2J # oder #80%# der ursprünglichen kinetischen Energie geht verloren.

Erläuterung:

Die Impulserhaltung sagt aus, dass der Impuls vor einer Reaktion und der Impuls nach einer Reaktion gleich sein muss.

Das Moment ist das Produkt aus Masse und Geschwindigkeit

# (mv) _1 = (mv) _2 #

Nur sich bewegende Objekte haben einen Schwung, also ist der gesamte Schwung vorher in der sich bewegenden Kugel, also

# (mv) _1 = 2kg xx 3ms ^ -1 = 6Ns #

Diese Kugel bleibt stehen und bewegt sich nur noch # 10kg # Ball bewegt sich, also nach der Reaktion Schwung

# (mv) _2 = 10kg xx vms ^ -1 #

Wir wissen, dass dies dem Moment zuvor entspricht, also

# 10 xx v = 6 -> v = 0,6 ms ^ -1 #

Nun zum zweiten Teil. Die Berechnung der kinetischen Energie erfolgt durch die Gleichung

#E = 1 / 2mv ^ 2 #

was vor der Reaktion ist

#E = 1/2 xx 2 xx 3 ^ 2 = 9J #

nach der Reaktion wird es sein

#E = 1/2 xx 10 xx 0,6 ^ 2 = 1,8J #

Insgesamt geht also die kinetische Energie verloren

#DeltaE = 9 - 1,8 = 7,2J #

oder als Prozentsatz

# (9-1.8) / 9 xx 100% = 80% # der kinetischen Energie geht verloren.