Pojďme si probrat některá podrobná fakta o super elastické srážce, jak a kde k ní dochází, některé příklady a podrobná fakta.

Super elastické srážky jsou takové, při kterých srážející se částice neztrácí svou kinetickou energii, místo toho získává určitou kinetickou energii z částice, se kterou se sráží, a po srážce se zrychluje rychleji.

Co je to super elastická kolize

Srážka se nazývá elastická, když se zachová hybnost a kinetická energie objektu po srážce. Během srážky objektů může dojít ke ztrátě nebo zisku energie.

Srážka, při které nedochází k žádné ztrátě energie, místo toho objekt získá další množství energie, se pak srážka nazývá superelastická srážka. Tato pomocná dodávka kinetické energie může být výsledkem přeměny potenciální energie objektu na kinetickou energii.

Kde dochází k superelastické kolizi

Většina kolizí v přírodě je nepružné srážky kde se kinetická energie srážejícího předmětu přemění na nějakou jinou formu energie.

No, k superelastické srážce dochází většinou při výbušných reakcích, jako jsou jaderné štěpení, reaktory, supernovy, exploze atd., které vytvářejí kritický dopad. To je výsledek v důsledku zisku dodatečného množství kinetické energie bez jakékoli ztráty energie. Při srážce následně objekt přijímá energii od objektu, se kterým se sráží, což převyšuje kinetickou energii objektu.

Super elastický kolizní vzorec

Uvažujme dvě molekuly o hmotnosti m₁ a m₂. Molekula o hmotnosti m₁ se blíží z nekonečna rychlostí u₁ a srazí se s hmotností m₂ pohybující se rychlostí u₂. Po srážce se obě hmoty odkloní od sebe a svírají úhel s rovinou o rychlostech v₁ a v₂.

Při elastické srážce je zachována hybnost částic před a po srážce, tedy daná vztahem

m₁u₁+m₂u₂=m₁v₁+m₂v₂

Kde m₁, m₂ jsou hmotnosti částic 1 a 2

u₁, u₂ jsou počáteční rychlosti částice před srážkou a

v₁, v₂ jsou konečné rychlosti částic po srážce.

Hybnost srážející se molekuly po srážce bude větší než hybnost molekuly před srážkou.

m₁u₁<m₁v₁

Což znamená, že u₁<v₁

A kinetická energie částice při srážce je

1 / 2 m₁u₁²+1/2 m₂u₂²= 1/2 m₁v₁²+1/2 m₂v₂²

Protože u₁<v₁kinetická energie srážející se molekuly po srážce se zvýší.

1 / 2 m₁u₁²<1/2 m₁v₁²

To znamená, že energie spojená s molekulou 2 se sníží, protože přenese svou potenciální energii na molekulu 1, která se přemění na kinetickou energii.

Příklad super elastické kolize

Pojďme si některé probrat příklady super elastické kolize abyste tomu pojmu lépe porozuměli.

Jaderné štěpení

Štěpení je proces štěpení reaktantu na dva nebo více produktů. Jádro atomu se rozdělí na dvě nebo více jader, když se s jádry srazí vysoce energetický foton.

Foton přibližující se z nekonečna s sebou nese kinetickou energii, při bombardování jádrem uvolňuje svou energii jádru, čímž se jádro stává nestabilním. To má za následek rozdělení jádra na dvě dceřiná jádra a uvolnění fotonu.

Hmotnost jádra se sníží na polovinu a potenciální energie jádra se přemění na kinetickou energii, a proto je konečná kinetická energie uvolněná v procesu po srážce vysoká. Tato technika se používá v jaderných zbraních, v jaderných reaktorech k výrobě obrovské energie.

Slitiny s tvarovou pamětí

Slitiny s tvarovou pamětí jsou superelastické materiály vyráběné při specifické teplotě. Slitina je tvarována do určitého tvaru při zahřívání, udržování určité teploty a rychlém ochlazování. Tento tvar si slitina zapamatuje.

Předmět změní svůj tvar, když na něj působí vnější zatížení, ale svůj tvar znovu získá, jakmile je zátěž odstraněna a vystavena stejné teplotě, při které byl vytvořen. Tato superelasticita je vratný proces.

Jako slitina s tvarovou pamětí se většinou používají slitiny měď-hliník-nikl a nikl-titan. Nikl-titan je jednou z takových slitin s tvarovou pamětí používanou při výrobě ortodontických drátů.

Uranová bomba

Uran-235 je vysoce radioaktivní atom a při svém štěpení vydává velké množství energie, proto se nejvíce používá v reaktorech a výbušninách.

To je podobné jadernému štěpení, když se neutron srazí s atomem uranu-235, kinetická energie neutronu se přenese na atom uranu a stane se nestabilní kvůli dostupnosti dalších neutronů. Tento neutron se vrací zpět spolu s atomem.

Vysoce nestabilní atom se rozdělí na dvě dceřiná jádra znázorněná na výše uvedeném diagramu a uvolní tři volná jádra, která pak reagují s dalším atomem uranu za účelem štěpení. Tato reakce uvolňuje do okolí obrovské množství energie a tepla, jde tedy o reakci exotermickou.

Jaro

Když je pružina stlačena, ukládá v ní potenciální energii. Při uvolnění tlaku ze struny vydává velké množství potenciální energie ve formě kinetické energie.

Přečtěte si více o jaru potenciální energie.

Kometa se blíží ke slunci

Slunce má největší gravitační přitažlivou sílu ze Slunce nebula a proto většina komet přibližujících se z daleké mlhoviny dosahuje kolem Slunce. Získávají dostatek potenciální energie prostřednictvím záření emitovaného Sluncem a vychylují se v parabolické dráze. Kinetická energie komety po vychýlení je mnohem větší než její kinetická energie při přiblížení ke Slunci.

Impuls je zachován při elastické kolizi

Impuls je definován jako síla působící na předmět v určitém časovém intervalu a dáno vzorcem

I=FΔ t

Kde já jsem ten impuls

F je síla

Δ t je změna v čase.

Impuls se také rovná změně hybnosti objektu.

I=ΔP

Proto, ΔP = F Δ t

Při pružné srážce je změna hybnosti předmětu rovna rozdílu mezi hybností předmětu před a po srážce.

ΔP=m[V_f-V_i]

Kde m je hmotnost kolidujícího předmětu.

V_f je konečná rychlost objektu

V_i je počáteční rychlost objektu

Proto,

F Δ t = m[V_f-V_i]

Impuls na předmět při srážce lze zjistit zjištěním rozdílu mezi rychlostmi předmětu před srážkou a po srážce.

Je zřejmé, že na obou objektech je impuls při srážce, ale vlivem opačné síly reakce se impuls sníží a zruší. Ve většině případů dochází k mírné změně hybnosti objektu.

Jak vyřešíte dokonale elastickou kolizi

Při dokonale elastické srážce nedochází po srážce ke ztrátě kinetické energie předmětu. Hybnost a kinetická energie objektu při dokonale elastické srážce jsou zachovány.

Uvažujme částici o hmotnosti m₁ zrychlení na rychlost u₁ naráží na částici o hmotnosti m₂ pohybující se rychlostí u₂, pak hybnost částice 1 je m₁ u₁ a částice 2 je m₂u₂. Částice 1 se přiblíží k částici 2 a srazí se s ní, čímž vznikne nulový čistý dopad a obě částice 1 a 2 získají rychlost v₁ a v₂ a odklonit se dvěma různými směry.

Protože hybnost částic je zachována před a po srážce

m₁u₁+m₂u₂= m₁v₁+m₂v₂

Nedochází ke ztrátě kinetických energií částic, takže kinetická energie před a po srážce zůstává nezměněna.

1 / 2 m₁u₁+1/2 m₂u₂= 1/2 m₁v₁+1/2 m₂v₂

m₁(u₁-v₁)=m₂(v₂-u₂)

m1/m2=v₂-u₂/u₁-v₁

Přečtěte si více o 8+ dokonale elastických příkladů kolize: Podrobná fakta a často kladené otázky.

Často kladené otázky

Q1. Předmět A o hmotnosti 5 kg se srazí s předmětem B v klidu rychlostí 3 m/s. Po srážce se oba objekty pohybují rychlostí 0.8 m/s. Jaká je hmotnost předmětu B? Jaký je impuls na objekt v důsledku kolize?

Vzhledem k:m₁= 5 kg

m₂=?

u₁= 3 m/s

u₂=0

v₁=v₂= 0.8 m/s

Vzhledem k tomu, hybnost je zachována při srážce

m₁u₁+m₂u₂=m₁v₁+m₂v₂

5* 3+m₂*0=5*0.8+m₂* 0.8

15+0=4+m₂* 0.8

11 = m₂* 0.8

m₂= 11/0.8 = 13.75 kg

Hmotnost předmětu 2 je 13.75 kg.

Celková hybnost objektu před srážkou je

P_{počáteční}=m₁u₁+m₂u₂=5*3+13.75*0=15

P_{Přečtěte si prosím pečlivě tento dokument, abyste pochopili naše zásady a postupy týkající se vašich údajů a toho, jak s nimi budeme nakládat. Pokud s našimi zásadami a postupy nesouhlasíte, máte možnost nepoužívat naše stránky. Přístupem na stránky nebo jejich používáním souhlasíte s těmito Zásadami ochrany osobních údajů.}=m₁v₁+m₂v₂ = 5*0.8 + 13.75 * 0.8 = 4+11 = 15

Impuls na objekt v důsledku kolize je

I = ΔP=P_{Přečtěte si prosím pečlivě tento dokument, abyste pochopili naše zásady a postupy týkající se vašich údajů a toho, jak s nimi budeme nakládat. Pokud s našimi zásadami a postupy nesouhlasíte, máte možnost nepoužívat naše stránky. Přístupem na stránky nebo jejich používáním souhlasíte s těmito Zásadami ochrany osobních údajů.} - P_{počáteční} = 15-15 = 0

Při srážce se tedy nezachová žádný impuls.

Jaký je impuls způsobený srážkou?

Impuls je doba trvání síly působící na částice při srážce.

Je také definována jako změna hybnosti objektů před a po srážce a rovná se síle, kterou objekt působí po omezenou dobu trvání.

Jak se impuls oddálí při dokonale elastické srážce a superelastické srážce?

Projekt hybnost objektu je zachována, tedy impuls se při dokonale elastické srážce stane nulou.

Při super elastické srážce se hybnost objektu po srážce zvyšuje, protože kinetická energie vyniká, proto je impuls kladný.

Také čtení:

• Je hybnost zachována při elastické srážce