Fizyka. Kurs przygotowawczy. na studia inżynierskie. mgr Kamila Haule

Podobne dokumenty
b) Oblicz ten ułamek dla zderzeń z jądrami ołowiu, węgla. Iloraz mas tych jąder do masy neutronu wynosi: 206 dla ołowiu i 12 dla węgla.

Podstawy fizyki. Wykład 3. Dr Piotr Sitarek. Katedra Fizyki Doświadczalnej, W11, PWr

Podstawy Procesów i Konstrukcji Inżynierskich. Praca, moc, energia INZYNIERIAMATERIALOWAPL. Kierunek Wyróżniony przez PKA

Blok 6: Pęd. Zasada zachowania pędu. Praca. Moc.

Przykłady: zderzenia ciał

Fizyka. Kurs przygotowawczy. na studia inżynierskie. mgr Kamila Haule

Zasady dynamiki Newtona

Materiały pomocnicze 5 do zajęć wyrównawczych z Fizyki dla Inżynierii i Gospodarki Wodnej

Zasady dynamiki Newtona

Zakład Dydaktyki Fizyki UMK

Zasady dynamiki Newtona. Ilość ruchu, stan ruchu danego ciała opisuje pęd

Zadanie. Oczywiście masa sklejonych ciał jest sumą poszczególnych mas. Zasada zachowania pędu: pozwala obliczyć prędkość po zderzeniu

Zasady dynamiki Newtona. Autorzy: Zbigniew Kąkol Kamil Kutorasiński

autor: Włodzimierz Wolczyński rozwiązywał (a)... ARKUSIK 09 PĘD Rozwiązanie zadań należy zapisać w wyznaczonych miejscach pod treścią zadania

Materiały pomocnicze 6 do zajęć wyrównawczych z Fizyki dla Inżynierii i Gospodarki Wodnej

Zasada zachowania pędu

3. Zadanie nr 21 z rozdziału 7. książki HRW

ETAP I - szkolny. 24 listopada 2017 r. godz

Wykład 7: Układy cząstek. WPPT, Matematyka Stosowana

Wykład 2. podstawowe prawa i. Siły w przyrodzie, charakterystyka oddziaływań. zasady. Praca, moc, energia. 1. Jakie znamy siły???

Ćwiczenie: "Symulacja zderzeń sprężystych i niesprężystych"

CZAS I PRZESTRZEŃ EINSTEINA. Szczególna teoria względności. Spotkanie II ( marzec/kwiecień, 2013)

FIZYKA Kolokwium nr 3 (e-test)

Fizyka. Kurs przygotowawczy. na studia inżynierskie. mgr Kamila Haule

Łamigłówka. p = mv. p = 2mv. mv = mv + 2mv po. przed. Mur zyskuje pęd, ale jego energia kinetyczna wynosi 0! Jak to jest możliwe?

Zasady dynamiki przypomnienie wiadomości z klasy I

Zasady oceniania karta pracy

Dynamika ruchu postępowego, ruchu punktu materialnego po okręgu i ruchu obrotowego bryły sztywnej

Środek masy Na rysunku przedstawiono ułożenie czterech ciał o jednakowej masie równej 1kg. Wyznacz położenie środka masy tego układu.

Podstawy fizyki sezon 1 II. DYNAMIKA

Pęd ciała. ! F wyp. v) dt. = m a! = m d! v dt = d(m! = d! p dt. ! dt. Definicja:! p = m v! [kg m s ]

Podstawowy problem mechaniki klasycznej punktu materialnego można sformułować w sposób następujący:

Zadania z zasad zachowania

We wszystkich zadaniach przyjmij wartość przyspieszenia ziemskiego g = 10 2

Zasady dynamiki Newtona. Ilość ruchu, stan ruchu danego ciała opisuje pęd

Zestaw zadań na I etap konkursu fizycznego. Zad. 1 Kamień spadał swobodnie z wysokości h=20m. Średnia prędkość kamienia wynosiła :

09P POWTÓRKA FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI I ASTRONOMII. POZIOM PODSTAWOWY (dynamika ruchu prostoliniowego)

Podstawy fizyki. Wykład 2. Dr Piotr Sitarek. Katedra Fizyki Doświadczalnej, W11, PWr

SIŁA JAKO PRZYCZYNA ZMIAN RUCHU MODUŁ I: WSTĘP TEORETYCZNY

Podstawy fizyki sezon 1 V. Pęd, zasada zachowania pędu, zderzenia

Podstawy fizyki. Wykład 2. Dr Piotr Sitarek. Instytut Fizyki, Politechnika Wrocławska

MECHANIKA 2. Teoria uderzenia

Podstawy fizyki sezon 1 IV. Pęd, zasada zachowania pędu

Oddziaływania te mogą być różne i dlatego można podzieli je np. na:

14P POWTÓRKA FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI I ASTRONOMII. POZIOM PODSTAWOWY (od początku do grawitacji)

POWTÓRKA PRZED KONKURSEM CZĘŚĆ C ZADANIA ZAMKNIĘTE

I zasada dynamiki Newtona

MECHANIKA 2 Wykład Nr 9 Dynamika układu punktów materialnych

Grupa A. Sprawdzian 2. Fizyka Z fizyką w przyszłość 1 Sprawdziany. Siła jako przyczyna zmian ruchu

Pęd. Jan Masajada - wykłady z podstaw fizyki

DYNAMIKA SIŁA I JEJ CECHY

14R POWTÓRKA FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI I ASTRONOMII. POZIOM ROZSZERZONY (od początku do grawitacji)

Materiał powtórzeniowy dla klas pierwszych

Praca domowa nr 2. Kinematyka. Dynamika. Nieinercjalne układy odniesienia.

Podstawy Procesów i Konstrukcji Inżynierskich. Dynamika

Pęd układu. r r r. Zderzenia oraz zasada zachowania pędu

ZASADY DYNAMIKI NEWTONA

Zadania z fizyki. Promień rażenia ładunku wybuchowego wynosi 100 m. Pewien saper pokonuje taką odległość z. cm. s

Fizyka I (mechanika), rok akad. 2011/2012 Zadania na ćwiczenia, seria 2

Przykładowe zdania testowe I semestr,

Analiza zderzeń dwóch ciał sprężystych

Wykład FIZYKA I. 3. Dynamika punktu materialnego. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Lista zadań nr 7 Praca, Moc, Energia, Zasady Zachowania

Fizyka 1 Wróbel Wojciech. w poprzednim odcinku

(t) w przedziale (0 s 16 s). b) Uzupełnij tabelę, wpisując w drugiej kolumnie rodzaj ruchu, jakim poruszała się mrówka w kolejnych przedziałach czasu.

Imię i nazwisko ucznia Data... Klasa... Ruch i siły wer. 1

Errata Zbioru zadań Zrozumieć fizykę cz. 1, pierwszego wydania

PODSTAWY FIZYKI - WYKŁAD 3 ENERGIA I PRACA SIŁA WYPORU. Piotr Nieżurawski. Wydział Fizyki. Uniwersytet Warszawski

Zasady dynamiki Newtona. Pęd i popęd. Siły bezwładności

DYNAMIKA ZADANIA. Zadanie DYN1

Wykład FIZYKA I. 5. Energia, praca, moc. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

I ZASADA DYNAMIKI. m a

WOJEWÓDZKI KONKURS PRZEDMIOTOWY z FIZYKI DLA UCZNIÓW DOTYCHCZASOWYCH GIMNAZJÓW ORAZ KLAS DOTYCHCZASOWYCH GIMNAZJÓW 2017/2018 ELIMINACJE SZKOLNE

ZADANIA PRACA, MOC, ENREGIA

Podstawy fizyki sezon 1 II. DYNAMIKA

05 DYNAMIKA 1. F>0. a=const i a>0 ruch jednostajnie przyspieszony prostoliniowy 2. F<0. a=const i a<0 ruch jednostajnie opóźniony prostoliniowy 3.

Analiza zderzeń dwóch ciał sprężystych

Oddziaływania. Wszystkie oddziaływania są wzajemne jeżeli jedno ciało działa na drugie, to drugie ciało oddziałuje na pierwsze.

Zasada zachowania energii

Zasady zachowania. Fizyka I (Mechanika) Wykład VI:

Zadanie 2 Narysuj wykres zależności przemieszczenia (x) od czasu(t) dla ruchu pewnego ciała. m Ruch opisany jest wzorem x( t)

Zad. 5 Sześcian o boku 1m i ciężarze 1kN wywiera na podłoże ciśnienie o wartości: A) 1hPa B) 1kPa C) 10000Pa D) 1000N.

Wyznaczenie współczynnika restytucji

DYNAMIKA dr Mikolaj Szopa

2.3. Pierwsza zasada dynamiki Newtona

Wykład 2 Mechanika Newtona

Wektor położenia. Zajęcia uzupełniające. Mgr Kamila Rudź, Podstawy Fizyki.

Zderzenia. Fizyka I (B+C) Wykład XVI: Układ środka masy Oddziaływanie dwóch ciał Zderzenia Doświadczenie Rutherforda

Elementy dynamiki klasycznej - wprowadzenie. dr inż. Romuald Kędzierski

We wszystkich zadaniach przyjmij wartość przyspieszenia ziemskiego g = 10 2

Od redakcji. Symbolem oznaczono zadania wykraczające poza zakres materiału omówionego w podręczniku Fizyka z plusem cz. 1.

Fizyka 1- Mechanika. Wykład 4 26.X Zygmunt Szefliński Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów

MECHANIKA 2 Wykład 3 Podstawy i zasady dynamiki

Ładunki elektryczne. q = ne. Zasada zachowania ładunku. Ładunek jest cechąciała i nie można go wydzielićz materii. Ładunki jednoimienne odpychają się

14R POWTÓRKA FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI I ASTRONOMII POZIOM ROZSZERZONY. Obejmuje u mnie działy od początku do POLE GRAWITACYJNE

Podstawy fizyki wykład 4

WOJEWÓDZKI KONKURS FIZYCZNY

Informatyka Studia niestacjonarne Fizyka 1.1B

Podstawy fizyki wykład 4

Transkrypt:

Fizyka Kurs przygotowawczy na studia inżynierskie mgr Kamila Haule

Zderzenia Zasada zachowania pędu

Pęd i druga zasada dynamiki Pęd cząstki (ciała) to wektor prędkości pomnożony przez masę. r p = r mv m kg s Druga zasada dynamiki została pierwotnie sformułowana przez Newtona za pomocą pędu: Szybkość zmian pędu cząstki jest równa wypadkowej sile działających na cząstkę i ma kierunek tej siły. r F wyp = r dp dt

Zasada zachowania pędu Układ izolowany Układ zamknięty r dp dt = Układ, na który nie działają żadne siły zewnętrzne (czyli pochodzące od ciał spoza naszego układu), albo wypadkowa wszystkich sił zewnętrznych jest równa zeru. Żadne cząstki/ciała nie opuszczają układu, ani do niego nie przybywają. F r wyp = 0 r 0 p = const ZASADA ZACHOWANIA PĘDU Jeśli na ciało nie działają siły zewnętrzne lub ich wypadkowa jest równa zeru, to całkowity pęd układu nie ulega zmianie. r r p p = p k.

Zasada zachowania pędu r r p = p p k Uwaga: równanie wektorowe! p = p = p = px p kx py p ky pz p kz Przykład: Petarda umieszczona wewnątrz orzecha kokosowego o masie m, rozrywa go na trzy kawałki, które rozsypują się po podłodze. Przed wybuchem orzech spoczywał na podłodze, a po wybuchu ruch jego kawałków odbywa się bez tarcia. Na rysunku przedstawiono widok orzecha z góry, chwilę po wybuchu. Kawałek C o masie 0,3 m porusza się po wybuchu petardy z prędkością 5 m/s. a) Ile wynosi prędkość kawałka B o masie 0,2 m? b) Ile wynosi prędkość kawałka A?

Kilka zadań

1. Znając swoją masę, jak szybko musiałbyś biec, aby mieć taki sam pęd, jak samochód o masie 1000 kg jadący z prędkością 10 km/h? 2. Stojący na deskorolce człowiek o masie 91 kg (łącznie z 2. Stojący na deskorolce człowiek o masie 91 kg (łącznie z deskorolką) rzuca poziomo wprzód kamień o masie 68 g, nadając mu prędkość 4 m/s. Z jaką prędkością zaczyna się wówczas poruszać człowiek na deskorolce, jeśli deskorolka jeździ bez tarcia?

3. Człowiek o masie 75 kg jedzie wózkiem o masie 39 kg poruszającym się z prędkością 2,3 m/s. W pewnej chwili wyskakuje z wózka, przy czym składowa pozioma jego prędkości względem ziemi jest równa zeru. Jak zmienia się przy tym prędkość wózka?

4. Platforma kolejowa o ciężarze W może toczyć się bez tarcia po prostym torze poziomym. Na platformie znajduje się człowiek o ciężarze C. Początkowo człowiek stoi na platformie bez ruchu, a platforma toczy się w prawo z prędkością v 0. Jak zmieni się prędkość platformy, gdy człowiek zacznie biec po niej w lewo z prędkością v 1 względem platformy?

5. W końcowej fazie lotu pojazd rakietowy poruszający się z prędkością 7600 m/s składa się z dwóch połączonych ze sobą części: członu napędowego o masie 290 kg i kapsuły z ładunkiem o masie 150 kg. W trakcie rozłączania tych części zwolniona sprężyna odpycha je od siebie z prędkością względną 910 m/s. Ile wynosi prędkość: a) członu napędowego, b) kapsuły z ładunkiem po ich rozłączeniu? Załóż, że wszystkie prędkości, o których mowa w zadaniu są skierowane wzdłuż jednej prostej. c) Oblicz łączna energię kinetyczną obydwu części pojazdu przed i po ich odłączeniu od siebie.

6. Nieruchome naczynie wybucha i rozpada się na trzy części. Dwie z nich o jednakowych masach rozbiegają się w kierunkach wzajemnie prostopadłych z prędkościami i jednakowych wartościach. Trzecia część ma masę trzykrotnie większą od masy każdej z pozostałych. Wyznacz wartość i kierunek prędkości tej części zaraz po wybuchu.

Zderzenia

Zderzenia sprężyste i niesprężyste Zderzenia sprężyste Kiedy w układzie zamkniętym i izolowanym całkowita energia kinetyczna jest zachowana. Zderzenia niesprężyste Zderzenia całkowicie niesprężyste Kiedy w układzie zamkniętym i izolowanym całkowita energia kinetyczna nie jest zachowana czyli część początkowej energii kinetycznej jest zamieniana np. na energię cieplną lub akustyczną. Kiedy w wyniku zderzenia ciała przylegają do siebie i poruszają dalej jak jedno ciało o ich łącznej masie. ZASADA ZACHOWANIA PĘDU Jeżeli zderzenie zachodzi w układzie zamkniętym i izolowanym, to pędy zderzających się ciał mogą się zmieniać, lecz całkowity pęd układu nie może ulec zmianie, niezależnie od tego czy zderzenie jest sprężyste czy niesprężyste.

Zderzenia sprężyste: centralne i niecentralne Zderzenia centralne Ciała zderzają się środkami mas, w wyniku czego po zderzeniu poruszają się wzdłuż tej samej prostej. Zderzenia niecentralne Ciała nie zderzają się środkami mas, w wyniku czego po zderzeniu poruszają się pod pewnymi kątami względem ich pierwotnych kierunków ruchu.

Zderzenia sprężyste i niesprężyste

Kilka zadań

7. Do chłopaka o masie 60 kg stojącego na lodowisku, po którym może się poruszać bez tarcia rzucono 15-kilogramową piłkę lekarską z prędkością 20 km/h. Chłopak złapał piłkę i zaczął się poruszać razem z nią po lodzie. Wyznacz prędkość chłopaka z piłką po zderzeniu.

8. Jak pokazano na rysunku, pocisk o masie 3,5 g uderza w klocek o masie 1,2 kg, przebija go, uderza w drugi klocek o masie 1,8 kg i grzęźnie w nim. Klocki pozostające początkowo w spoczynku na podłożu, po którym mogą się poruszać bez tarcia, uzyskują przy tym prędkości równe odpowiednio 0,63 m/s i 1,4 m/s. Pomiń masę materiały wybitego przez pocisk z pierwszego klocka i oblicz: a) prędkość pocisku tuż po wyjściu z pierwszego klocka, b) prędkość początkową pocisku.

9. Wagon towarowy o masie 3,18 10 4 kg zderza się ze znajdującym się początkowo w spoczynku wagonem osobowym. Po zderzeniu poruszają się one razem, a 27% początkowej energii kinetycznej zamienia się nieodwracalnie na inne rodzaje energii (termiczną, akustyczną i ruchu drgającego). Wyznacz masę wagonu osobowego.

10. Elektron doznaje zderzenia sprężystego w jednym wymiarze z nieruchomym początkowo atomem wodoru. Jaki procent początkowej energii kinetycznej elektronu zostaje zamieniony na energię kinetyczną atomu wodoru (masa atomu wodoru jest 1840 razy większa od masy elektronu)?

11. Samochód o masie 1400 kg poruszający się na północ z prędkością 80 km/h zderza się niesprężyście z ciężarówką o masie 4 ton poruszającą się na wschód z prędkością 50 km/h. a) Jaka będzie prędkość (co do wartości i kierunku) obu aut tuż po zderzeniu? b) Jaki procent początkowej energii kinetycznej zostanie utracony w zderzeniu?

12. Cząstka α zderza się z nieruchomym początkowo jądrem tlenu i zostaje rozproszona pod kątem 64 względem kierunku jej padania. Jądro doznaje odrzutu pod kątem 51 w przeciwną stronę niż cząstka. Prędkość jądra po zderzeniu ma wartość 1,2 10 5 m/s. Wyznacz: a) prędkość końcową, b) prędkość początkową cząstki α. Masa cząstki α jest równa 4 u (jednostki masy atomowej), a masa jądra tlenu 16 u. α

13. Kula bilardowa uderzona kijem przez gracza zderza się następnie z inną kulą o takiej samej masie, pozostającą początkowo w bezruchu. Pierwsza kula porusza się po zderzeniu z prędkością 3,5 m/s w kierunku tworzącym kąt 22 z kierunkiem jej ruchu przed zderzeniem, a druga kula ma prędkość 2 m/s. a) Jaki kąt tworzy kierunek ruchu drugiej kuli z kierunkiem ruchu pierwszej kuli przed zderzeniem? b) Jaką prędkość miała pierwsza kula przez zderzeniem? c) Czy energia kinetyczna jest zachowana w tym zderzeniu?

14. Dwójka dzieci ślizga się na zamarzniętym stawie. Każde z nich ma masę 30 kg i prędkość 4 m/s. Dzieci zderzają się ze sobą i po zderzeniu poruszają się razem. Następnie dzieci wpadają na mężczyznę o masie 75 kg, poruszającego się z prędkością 2 m/s, który chwyta je w objęcia. Po tym zderzeniu cała trójka się nie porusza. Jaki kąt tworzyły ze sobą wektory początkowych prędkości obojga dzieci?

Dziękuję Akademia Morska w Gdyni ul. Morska 81 87 81 225 Gdynia (+48) 58 690 12 74 (+48) 58 690 12 74 promocja@am.gdynia.pl www.am.gdynia.pl facebook.com/akademia.morska.w.gdyni