概念を理解する
* 運動量の保存: 孤立したシステム(外力なし)では、衝突前の総勢いは衝突後の総勢いに等しくなります。
* 勢い: 運動量(p)は質量(m)倍の速度(v)として計算されます:p =m * v
問題の設定
* 車1:
*質量(M1)=2500 kg
*初期速度(v1i)=0 m/s(安静時)
* 車2:
*質量(M2)=2500 kg
*初期速度(V2I)=20 m/s
計算
1。初期運動量: 衝突前の総勢いは、車1が休んでいるため、車2の勢いです。
*初期運動量(pi)=m2 * v2i =2500 kg * 20 m/s =50000 kg * m/s
2。最終的な運動量: 車1の最終速度はV1Fであり、車2の最終速度はV2Fであるとしましょう。衝突後の総勢いは次のとおりです。
*最終運動量(PF)=M1 * V1F + M2 * V2F
3。運動量の保存: 初期および最終的な勢いを互いに等しく設定できます。
* pi =pf
* 50000 kg * m/s =2500 kg * v1f + 2500 kg * v2f
4。最終的な速度の解決: 1つの方程式と2つの未知数(V1FおよびV2F)があります。 これを解決するには、衝突に関する追加情報が必要です。 これが2つの最も一般的なシナリオです。
* 完全に非弾性衝突: 車は衝突後に一緒にくっつきます。この場合、それらは同じ最終速度(V1F =V2F =VF)を持っています。方程式を簡素化できます。
* 50000 kg * m/s =2500 kg * vf + 2500 kg * vf
* 50000 kg * m/s =5000 kg * vf
* vf =10 m/s(両方の車は衝突後10 m/sで一緒に移動します)
* 弾性衝突: 衝突は完全に弾力性があり、運動エネルギーも保存されています。これには、より複雑な計算が必要であり、衝突の種類に関する詳細情報が必要です。
結論
車の最終速度を決定するには、衝突が完全に非弾性であるか弾力性があるかを知る必要があります。その情報がなければ、最終的な速度を解決することはできません。