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非弾性衝突でどれだけの機械的エネルギーが失われるかをどのように計算しますか?

非弾性衝突で失われた機械的エネルギーを計算する方法は次のとおりです。

非弾性衝突の理解

* 非弾性衝突 運動エネルギーが *保存されていない衝突です。運動エネルギーの一部は、関係するオブジェクトの熱、音、または変形など、他の形態のエネルギーに変換されます。

エネルギー損失の計算

1。初期運動エネルギー(Ke₁): 衝突の前にシステムの総運動エネルギーを計算します。

*ke₁=1/2 *m₁ *v₁² + 1/2 *m₂ *v₂²

*m₁とm₂はオブジェクトの質量です

*v₁とv₂はオブジェクトの初期速度です

2。最終運動エネルギー(Ke₂): 衝突後 *のシステムの総運動エネルギーを計算します。

*ke₂=1/2 *(m₁ +m₂) *v²

*(m₁ +m₂)はシステムの総質量です

* vは、結合されたオブジェクトの最終速度(または、それらが一緒に固執しない場合の各オブジェクトの最終速度)です。

3。エネルギー損失(ΔKE): 初期運動エネルギーから最終運動エネルギーを減算します。

*Δke=ke₁ -ke₂

10 m/s(v₁)で2 kgの車(m₁)があり、静止時に静止した1 kgの車(m₂)と衝突するとします(v₂=0)。衝突後、2台の車が一緒に固執し、最終速度(V)が6.67 m/sで移動します。

1。ke₁:

*ke₁=1/2 * 2 kg *(10 m/s)² + 1/2 * 1 kg *(0 m/s)²=100 j

2。ke₂:

*ke₂=1/2 *(2 kg + 1 kg) *(6.67 m/s)²=66.7 j

3。Δke:

*Δke=100 J -66.7 J =33.3 j

したがって、衝突で33.3ジュールの機械的エネルギーが失われました。 このエネルギーは、熱、音、車の変形など、他の形に変換されました。

キーポイント

*エネルギー損失が大きいほど、衝突は弾力性が高くなります。

*完全に弾力性のある衝突では、エネルギー損失はありません(ΔKE=0)。

*エネルギーの損失は常にプラスです。なぜなら、一部の運動エネルギーは非弾性衝突で常に失われるからです。

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