web analytics

Πολλές κρούσεις.

Από το ίδιο σημείο Ο, με δυο αβαρή νήματα ίδιου μήκους ℓ, κρέμονται δυο μικρές σφαίρες Α και Β με μάζες m1 και m2 αντίστοιχα. Εκτρέπουμε τις δύο σφαίρες, όπως στο σχήμα, σε οριζόντιες αποστάσεις, (ως προς την κατακόρυφο που περνά από το Ο), x=0,2m και y=0,1m και τις αφήνουμε να κινηθούν. Δίνεται ότι ℓ>>x.

Μετά από την κεντρική και ελαστική μεταξύ τους κρούση, οι σφαίρες επιστρέφουν στις αρχικές θέσεις εκτροπής τους.

  1. Ποιος ο λόγος των μαζών των δύο σφαιρών m2/m1;
  2.  Αν m2=4m1 η περίοδος των κρούσεων, σε σχέση με την αντίστοιχη περίοδο της i) περίπτωσης, θα αυξηθεί, θα μειωθεί ή θα παραμείνει σταθερή;

Ποιες οι απαντήσεις σας;

Loading

Subscribe
Ειδοποίηση για
34 Σχόλια
Inline Feedbacks
Όλα τα σχόλια
Νίκος Κορδατζάκης
10/07/2017 1:35 ΜΜ

Γεια σου Διονύση.

Αν δεν υπάρχει κάποια παγίδα: 

Εφόσον $latex \displaystyle \ell >>x,y$, έχουμε γραμμική ταλάντωση από τη θέση που αφήνονται τα σώματα μέχρι τη στιγμή της κρούσης με γωνιακή συχνότητα $latex \displaystyle \omega =\sqrt{\frac{g}{\ell }}$, ανεξάρτητη των μαζών. 

$latex \displaystyle \frac{{{m}_{2}}}{{{m}_{1}}}=\frac{x}{2y}$

 

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης

Για να φτάσουν στις ίδιες θέσεις πρέπει να έχουν μετά την κρούση αντίθετες ταχύτητες.

Πριν συγκρουσθούν η αριστερή έχει διπλάσια ταχύτητα.

Διατήρηση ορμής:

2m1.υ-m2.υ=-2m1.υ+m2.υ=>4m1=2m2=>m2=2m1

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης

Αν η μάζα είναι τετραπλάσια, πάλι κάθε σφαίρα θα κινηθεί αντίθετα απ' ότι εκινείτο.

Πάλι μαζί θα φτάσουν στις νέες ακραίες θέσεις σε χρόνο Τ/4. Σε χρόνο πάλι Τ/4 θα επιστρέψουν πάλι.

Επομένως η περίοδος των κρούσεων παραμένει Τ/2.

Νίκος Κορδατζάκης
10/07/2017 2:05 ΜΜ

Διορθώνω: $latex \displaystyle \frac{{{m}_{2}}}{{{m}_{1}}}=\frac{x}{y}$

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης

Μια προσομοίωση.

Η περιοδικότητα είναι περίεργη.

 

Νίκος Κορδατζάκης
10/07/2017 5:48 ΜΜ

Διονύση συνοπτικά εγώ την έλυσα ως εξής:

Τα σώματα κάνουν ΑΑΤ,με πλάτος χ και y kai  επειδή έχουν ίση περίοδο η κρούση θα γίνει στη ΘΙΤ μετά από Τ/2 με ταχύτητες μέτρου 

 $latex \displaystyle {{u}_{1}}=\omega \chi $ και $latex \displaystyle \left| {{u}_{2}} \right|=\omega y$.

Παίρνοντας τη σχέση : $latex \displaystyle u{{'}_{1}}=\frac{{{m}_{1}}-{{m}_{2}}}{{{m}_{1}}+{{m}_{2}}}{{u}_{1}}+\frac{2{{m}_{2}}}{{{m}_{1}}+{{m}_{2}}}{{u}_{2}}$ (1)  , θεωρώντας θετική φορά προς τα δεξιά και εφόσον θέλω η m1 να φτάσει ξανά στο αρχικό της σημείο πρέπει $latex \displaystyle u{{'}_{1}}=-{{u}_{1}}$ επιστρέφω στην (1) και έχω : $latex \displaystyle -{{u}_{1}}=\frac{{{m}_{1}}-{{m}_{2}}}{{{m}_{1}}+{{m}_{2}}}{{u}_{1}}-\frac{2{{m}_{2}}}{{{m}_{1}}+{{m}_{2}}}\left| {{u}_{2}} \right|$ από όπου προκύπτει : 

$latex \displaystyle \frac{{{m}_{2}}}{{{m}_{1}}}=\frac{x}{y}$ .

Αν γίνει αλλαγή στις μάζες όπως θέτεις στο 2 ερώτημα πλέον ο λόγος τους δε θα είναι 1/2 οπότε ; Η ελαστική κρούση καθορίστηκε από την ποιότητα των μαζών ή από τις τιμές των χ και y ;

Νίκος Κορδατζάκης
10/07/2017 6:09 ΜΜ
Απάντηση σε  Διονύσης Μάργαρης

Ναι φυσικά όχι πλαστική αλλά ελαστική. Ίσως δεν το εξήγησα σωστά. Πατώντας στους τύπους της ελαστικής κρούσης προκύπτει ότι αν θέλω τα σώματα να επιστρέφουν στη θέση που ξεκίνησαν πρέπει ο λόγος των μαζών να είναι αντιστρόφως ανάλογος των πλατών. Μήπως όταν οι μάζες έχουν λόγο 1/4 δε θα είναι ελαστική η κρούση αν οι μάζες αφεθούν από τα ίδια χ και y; δεν αναφέρομαι στο κάθε πότε θα συγκρούονται…

Νίκος Κορδατζάκης
10/07/2017 6:12 ΜΜ

Η διαφορετικά αν απαιτήσω να είναι ελαστική με λόγο μαζών 1/4 τότε πρέπει χ/y ναι είναι 4 και όχι 2

Νίκος Κορδατζάκης
10/07/2017 6:20 ΜΜ

και ταυτόχρονα να φτάνουν πάντα στις θέσεις που ξεκίνησαν, διότι διαφορετικά θα έχω ελαστική κρούση αλλά αν ο λόγος χ/y δεν είναι 4, τότε τα σώματα δε θα φτάνουν ταυτόχρονα στις ακραίες θέσεις οπότε δε θα συγκρούονται κάθε Τ/2. Κάνω λάθος; 

Νίκος Κορδατζάκης
10/07/2017 6:24 ΜΜ

Ναι είναι συνδυασμός πολλών πραγμάτων. 

Α εντάξει Διονύση. Νόμιζα ότι ισχύει ταυτόχρονα και η απαίτηση να φτάνουν στις αρχικές θέσεις τους. 

Συγγνώμη για το μπέρδεμα.

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης

Καλησπέρα παιδιά.

Διονύση πως ξέρουμε ότι ουδέν σώμα θα προσπεράσει την κατακόρυφη;

Αν μετά από 20 κρούσεις το βαρύ λ.χ. συνεχίσει την κίνησή του;