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、オブジェクトの質量(m)と速度(v)の産物です:p =mv
問題の設定
* 車1(初期):
*質量(M1)=1500 kg
*初期速度(v1i)=20 m/s
*初期運動量(p1i)=m1 * v1i =1500 kg * 20 m/s =30000 kg * m/s
* 車2(初期):
*質量(M2)=1500 kg
*初期速度(v2i)=0 m/s(安静時)
*初期運動量(p2i)=m2 * v2i =1500 kg * 0 m/s =0 kg * m/s
* 最終条件:
*衝突後の両方の車の最終速度を見つける必要があります(V1FおよびV2F)。
運動量の保存の適用
* 総初期運動量: p1i + p2i =30000 kg*m/s + 0 kg*m/s =30000 kg*m/s
* 合計最終的な運動量: p1f + p2f =(m1 * v1f) +(m2 * v2f)
勢いが保存されているため:
30000 kg * m/s =(1500 kg * v1f) +(1500 kg * v2f)
方程式の簡素化
*両側を1500 kgで分割:20 m/s =v1f + v2f
最終的な速度で解決するためにもう1つの情報が必要です:
* 衝突のタイプ: 最終的な速度を見つけるには、衝突が完全に弾力性があるかどうかを知る必要があります (運動エネルギーが保存されています)または完全に非弾性 (車は一緒に固執します)。
シナリオ:
* 完全に非弾性衝突: 車は一緒にくっつき、1つのユニットとして移動します。結合された質量の最終速度を「VF」とします。
*この場合:20 m/s =2 * vf
*したがって、VF =10 m/s(両方の車は衝突後10 m/sで移動します)
* 完全に弾力性のある衝突: このシナリオはより複雑です。両方の最終的な速度を解決するには、運動エネルギーの保存も適用する必要があります。
完全に弾力性のある衝突シナリオを調べたい場合はお知らせください。もう少し代数!が含まれます