ΑΣΚΗΣΗ 8 Ελαστικές και μη ελαστικές κρούσεις Αρχή διατήρησης της ορμής ΑΣΚΗΣΗ 8 Ελαστικές και μη ελαστικές κρούσεις Αρχή διατήρησης της ορμής Σκοπός είναι η πειραματική επαλήθευση της Αρχής Διατήρησης της ορμής σε ελαστική και μη ελαστική κρούση. Επιπλέον θα υπολογίσεις το ποσοστό της αρχικής ενέργειας που μετατρέπεται σε θερμότητα κατά τις παραπάνω κρούσεις. Βασικές σχέσεις που θα χρησιμοποιήσεις: p=m  V και K=½m  V 2 p = m  V K= m  V 2 ___ Οι ταχύτητες πριν και μετά την κρούση θα βρεθούν με τη βοήθεια του Data Studio

Φωτογραφία της Διάταξης Τράπεζα κίνησης Αμαξίδιο 1 Aισθητήρας κίνησης 1 Aμαξίδιο 2 Αισθητήρας κίνησης 2 Η/Υ- Data Studio

Το πείραμα Ανοίγω το αρχείο του Data Studio που αντιστοιχεί στην άσκηση 8. Το magos_8

Το πείραμα Στην οθόνη, βλέπω τους άξονες της γραφικής παράστασης της ταχύτητας (velosity) σε σχέση με το χρόνο.

Το πείραμα Στην πλαστική κρούση τοποθετούμε τα αμαξίδια από τη μεριά της επιφάνειας κριτς – κρατς.

Το πείραμα Πατάμε το Start στην οθόνη και μετά σπρώχνουμε το ελαφρύ αμαξίδιο προς το ακίνητο αμαξίδιο. Όταν φτάσουν στο τέλος της τράπεζας, πατάμε το Stop.

Το πείραμα Στην οθόνη βλέπω, τις γραφικές παραστάσεις των ταχυτήτων και των δύο αμαξιδίων

Φτιάχνω τις γραφικές παραστάσεις να φαίνονται καλύτερα μετακινώντας τους άξονες και αλλάζοντας τις κλίμακες. Μετρήσεις ταχυτήτων

Επιλέγω το Smart Tool και το μετακινώ στη γραφική του αμαξιδίου 1 στο σημείο που αρχίζει η κρούση. Διαβάζω την V 1 αρχ = 0,45 m/s. Όμοια διαβάζω την V 1 τελ = 0,15 m/s. Μετρήσεις ταχυτήτων

Μετακινώ τώρα το Smart Tool στη γραφική του αμαξιδίου 2 στο σημείο που τελειώνει η κρούση. Διαβάζω τη V 2 τελ = -0,15 m/s. Παρατήρηση. Η V 1 τελ και η V 2 τελ είναι ίδιες αφού έχω πλαστική κρούση. Απλώς η V 2 τελ εμφανίζεται αρνητική επειδή το αμαξίδιο πλησιάζει στον αισθητήρα.

Μετρήσεις των μαζών m 1 και m 2 των αμαξιδίων Ζυγίζουμε τα αμαξίδια, m 1 = 255,37 g = 255,37  kg και m 2 = 515,97 g = 515,97  kg

Μετρήσεις - αποτελέσματα Βρήκαμε τις μάζες των αμαξιδίων: m 1 = 255,37 g = 255,37  kg, m 2 = 515,97 g = 515,97  kg Βρήκαμε επίσης τα μέτρα των ταχυτήτων πριν την κρούση V 1 αρχ = 0,45 m/s V 2 αρχ = 0 m/s καθώς και τα μέτρα των ταχυτήτων μετά την κρούση V 1 τελ = 0,15 m/s V 2 τελ = 0,15 m/s Άρα το μέτρο της αρχικής ορμής είναι P αρχ = m 1  V 1 αρχ + m 2  V 2 αρχ = 255,37 g  kg  0,45 m/s = 0,115 kg  m/s =0 Το μέτρο της τελικής ορμή είναι P τελ = m 1  V 1 τελ + m 2  V 2 τελ =255,37 g  kg  0,15 m/s + 515,97 g  kg  0,15 m/s= 0,116 kg  m/s Με P αρχ = 0,115 kg  m/s και P τελ = 0,116 kg  m/s μπορούμε να ισχυριστούμε ότι ισχύει η αρχή διατήρηση της ορμής.

Μετρήσεις - αποτελέσματα m 1 = 255,37  kg m 2 = 515,97  kg V 1 αρχ = 0,45 m/s V 2 αρχ = 0 m/s V 1 τελ = 0,15 m/s V 2 τελ = 0,15 m/s Η αρχική κινητική ενέργεια Κ αρχ του συστήματος, είναι: Κ αρχ = m 1  (V 1 αρχ ) 2 + m 2  (V 2 αρχ ) 2 = =0 255,37  kg  (0,45 m/s) 2 =0,0259 J 1 2 Η τελική κινητική ενέργεια Κ τελ του συστήματος, είναι: Κ τελ = m 1  (V 1 τελ ) 2 + m 2  (V 2 τελ ) 2 = ,37  kg  (0,15 m/s) ,97  kg  (0,15 m/s) 2 =0,0087 J

Μετρήσεις - αποτελέσματα Κ αρχ = 0,0259 J Κ τελ = 0,0087 J Από την Αρχή Διατήρησης της Ενέργειας, έχω: Κ αρχ = Κ τελ +Q Άρα τo ποσό Q της αρχικής ενέργειας που άλλαξε μορφή, είναι: Q = Κ αρχ - Κ τελ =0,0259 J - 0,0087 J = 0,0172 J To ποσοστό Χ της αρχικής ενέργειας που άλλαξε μορφή, είναι: Χ = _________ K αρχ ¦K αρχ - K αρχ ¦ ×100 = ______________ 0,0259 ¦0,0259-0,0087¦ ×100= 66 % Αντίστοιχα δουλεύω και για την ελαστική κρούση Αντίστοιχα δουλεύω και για την ελαστική κρούση