Τεστ στις Κρούσεις (Επίπεδο δυσκολίας: Εύκολο)

Σώμα μάζας \[m\] κινείται οριζόντια με ταχύτητα μέτρου \[ u \]. Στη πορεία του συγκρούεται μετωπικά με άλλο σώμα και επιστρέφει κινούμενο με ταχύτητα μέτρου \[ 4 u \]. Το μέτρο της μεταβολής της ορμής του θα είναι:

Βλήμα μάζας \[m\] κινείται με ταχύτητα \[\vec{u}_0\] συγκρούεται κεντρικά και πλαστικά με κιβώτιο μάζας \[M=3m\] που είναι αρχικά ακίνητο στη βάση κεκλιμένου επιπέδου γωνίας κλίσης \[φ= 30^0\]. Το κεκλιμένο επίπεδο έχει μήκος \[S\] και παρουσιάζει συντελεστή τριβής \[μ=\frac{\sqrt{3}}{6}\] με το κιβώτιο. Tο μέτρο της ταχύτητας \[u_0\] που πρέπει να έχει το βλήμα ώστε το συσσωμάτωμα, μετά τη κρούση αφού ολισθήσει, να σταματήσει στη κορυφή του κεκλιμένου επιπέδου είναι:

Σε κάθε κρούση μεταξύ δύο σφαιρών μεταβάλλεται:

Δύο χορευτές του πατινάζ με μάζες \[m_1\] και \[m_2 = 2m_1\] είναι αρχικά ακίνητοι. Κάποια στιγμή σπρώχνει ο ένας τον άλλο και κινούνται με ορμές μέτρου \[p_1\] και \[p_2\]. Θα ισχύει:

Στην ανελαστική κρούση μεταξύ δύο σφαιρών:

Το βλήμα του παρακάτω σχήματος, μάζας \[m_1\], σφηνώνεται στο ξύλο μάζας \[m_2\].

Κρούση είναι το φαινόμενο στο οποίο:

Σε οριζόντιο επίπεδο βρίσκεται ακίνητο σώμα μάζας \[Μ\]. Βλήμα μάζας \[m=\frac{M}{50}\] κινείται οριζόντια με ταχύτητα \[υ_1\] και χτυπά το σώμα με αποτέλεσμα να το διαπεράσει. Το βλήμα εξέρχεται από το σώμα οριζόντια με ταχύτητα \[\frac{υ_1}{20}\]. Αν τα μέτρα της μεταβολής της ορμής του βλήματος και του σώματος είναι \[Δp_1\] και \[Δp_2\] αντίστοιχα, τότε:

Σ’ ένα μονωμένο σύστημα δύο σωμάτων (Α) και (Β):

Ένα μπαλάκι μάζας \[m\] χτυπά σε έναν κατακόρυφο τοίχο με οριζόντια ταχύτητα μέτρου \[υ_1\] και αναπηδά από αυτόν με ταχύτητα μέτρου \[υ_2\]. Η χρονική διάρκεια της επαφής είναι \[Δt_1\] και το μέτρο της κάθετης δύναμης που ασκεί ο τοίχος στο μπαλάκι είναι \[Ν_1\]. Το ίδιο μπαλάκι χτυπά στο δάπεδο με κατακόρυφη ταχύτητα, μέτρου \[υ_1\] και αναπηδά από αυτό με ταχύτητα μέτρου \[υ_2\]. Η χρονική διάρκεια της επαφής είναι επίσης \[Δt_1\] και το μέτρο της κάθετης δύναμης που ασκεί το δάπεδο στο μπαλάκι είναι \[Ν_2\]. Για τα μέτρα των δυνάμεων \[Ν_1\] και \[Ν_2\] που ασκούνται στο μπαλάκι από τον τοίχο και το δάπεδο αντίστοιχα, ισχύει:

Σφαίρα μάζας \[m_1\] κινείται με ταχύτητα \[u_0\] και συγκρούεται κεντρικά και ελαστικά με ακίνητο κιβώτιο μάζας \[m_2=2m_1\] που είναι δεμένο στο κάτω άκρο αβαρούς και μη εκτατού νήματος μήκους \[\ell\], τo άλλο άκρο του νήματος είναι ακλόνητα στερεωμένο σε σημείο Ο γύρω από το οποίο μπορεί να περιστρέφεται όπως φαίνεται στο σχήμα. Η αρχική ταχύτητα που πρέπει να έχει η σφαίρα ώστε το κιβώτιο να εκτελέσει οριακά ανακύκλωση θα είναι:

Σε μια κρούση μεταξύ δύο σωμάτων η μεταβολή της ορμής του ενός σώματος είναι αντίθετη της μεταβολής της ορμής του άλλου:

Βλήμα μάζας \[m\] κινείται με ταχύτητα \[u_0\] και συγκρούεται πλαστικά με ακίνητο κιβώτιο μάζας \[M=2m\] που είναι δεμένο στο κάτω άκρο αβαρούς και μη εκτατού νήματος μήκους \[\ell\]. To άλλο άκρο του νήματος είναι ακλόνητα στερεωμένο σε σημείο Ο γύρω από το οποίο μπορεί να περιστρέφεται όπως φαίνεται στο σχήμα. Η αρχική ταχύτητα που πρέπει να έχει το βλήμα ώστε το συσσωμάτωμα να εκτελέσει οριακά ανακύκλωση θα είναι:

Κατά τη σκέδαση δύο σωματιδίων διατηρείται η:

Ένα παιδί βρίσκεται μέσα σε ένα ανελκυστήρα που ανεβαίνει. Εσωτερικές δυνάμεις του συστήματος παιδί – ανελκυστήρας είναι οι:

Σώμα \[Σ_1\] μάζας \[m_1\] που κινείται με ταχύτητα μέτρου \[υ\] συγκρούεται πλαστικά με σώμα \[Σ_2\] μάζας \[m_2 = 2m_1\] το οποίο κινείται σε αντίθετη κατεύθυνση με ταχύτητα μέτρου \[υ_2\]. Το συσσωμάτωμα που προκύπτει παραμένει ακίνητο μετά την κρούση. Αν \[K_1\] και \[K_2\] οι κινητικές ενέργειες των σωμάτων \[Σ_1\] και \[Σ_2\] πριν την κρούση, ο λόγος τους \[\frac{K_1}{K_2}\] θα έχει τιμή

Σώμα που αρχικά ηρεμεί, διασπάται σε τμήματα με μάζες \[m_1=m\] και \[m_2=2m\]. Ο λόγος των ταχυτήτων \[\frac{v_1}{v_2}\] των δύο θραυσμάτων είναι:

Στο εργαστήριο φυσικών επιστημών, οι μαθητές μελετούν τη σχέση της αρχικής ορμής μίας μεταλλικής σφαίρας που εκτελεί οριζόντια βολή και της οριζόντιας μετατόπισής της τη στιγμή που φτάνει στο δάπεδο. Το πείραμα επαναλαμβάνεται πολλές φορές για βολές με διαφορετική αρχική ταχύτητα, που πραγματοποιούνται πάντα από το ίδιο ύψος από την επιφάνεια του δαπέδου. Το συμπέρασμα στο οποίο οδηγήθηκαν οι μαθητές μετά την επεξεργασία των μετρήσεων τους ήταν, ότι

Δύο σώματα με μάζες \[m_1\] και \[m_2\] αντίστοιχα για τις οποίες ισχύει \[m_1 < m_2\], συγκρούονται. Για το μέτρο της μεταβολής της ορμής των δύο σωμάτων ισχύει:

Μια σφαίρα Α κινείται έχοντας ορμή \[p_1\] και συγκρούεται κεντρικά και ελαστικά με ακίνητη σφαίρα Β. Μετά την κρούση η Β σφαίρα έχει ορμή \[1,5p_1\].

Σώμα μάζας \[m\], το οποίο έχει κινητική ενέργεια \[Κ\], συγκρούεται πλαστικά με σώμα τετραπλάσιας μάζας. Μετά την κρούση το συσσωμάτωμα μένει ακίνητο. Η μηχανική ενέργεια που χάθηκε κατά την κρούση είναι

Ένα σώμα με αρχική ορμή \[ \vec{ p} \] συγκρούεται πλαστικά με ακίνητο σώμα διπλάσιας μάζας.

Μια μπάλα, κινούμενη κατά τη θετική φορά του άξονα \[y'y\], πέφτει κατακόρυφα σε οριζόντιο έδαφος με ορμή \[10\, kg\frac{m}{s}\]. Η κρούση θεωρείται ελαστική και διαρκεί \[0,2\, s\].

Ένα βλήμα με μάζα \[0,01\, kg\] κινείται οριζόντια με ταχύτητα \[u=600\, \frac{m}{s}\] μέχρι τη στιγμή που σφηνώνεται σε τοίχο. Πριν ακινητοποιηθεί το βλήμα διανύει απόσταση \[6\, cm\] μέσα στον τοίχο. Αν η δύναμη \[F\] που ασκεί ο τοίχος θεωρηθεί σταθερή, το βλήμα θα ακινητοποιηθεί μετά από

Τα σώματα που φαίνονται στο διπλανό σχήμα έχουν μάζες \[m_1=m\] και \[m_2=4m\] και ταχύτητες με μέτρα \[v_1=8v\] και \[v_2= 3v\]. Η αλγεβρική τιμή της ορμής του συστήματος είναι:

Η ορμή ενός σώματος που εκτελεί ομαλή κυκλική κίνηση έχει κατεύθυνση ίδια:

Δύο σώματα µε διαφορετικές μάζες που κινούνται προς αντίθετες κατευθύνσεις συγκρούονται μετωπικά και πλαστικά. Αν μετά την κρούση η αρχική κινητική ενέργεια του συστήματος των μαζών μετατρέπεται εξ’ ολοκλήρου σε θερμότητα, τότε τα σώματα πριν την κρούση είχαν:

Η ορμή ενός συστήματος σωμάτων που συγκρούονται παραμένει σταθερή διότι:

Σώμα μάζας \[m\] κινείται σε οριζόντια διεύθυνση με ορμή \[ \vec{ p} \] . Το σώμα διασπάται σε \[2\] κομμάτια, ένα εκ των οποίων κινείται σε διεύθυνση κάθετη προς τη διεύθυνση της \[ \vec{ p} \], έχοντας ορμή \[ \vec{p}_1 \]. Αν το άλλο τμήμα κινηθεί με ορμή \[ \vec{ p}_2 \]:

Μια σφαίρα πολύ μικρής μάζας κινείται με ταχύτητα \[\vec{υ}\] και συγκρούεται κεντρικά και ελαστικά με άλλη ακίνητη σφαίρα πολύ μεγαλύτερης μάζας. Ποιες από τις επόμενες προτάσεις είναι σωστές;