Um carrinho Collision Experiência de Física Simples

Compras colisões são utilizados por professores nas aulas de física para demonstrar o funcionamento do impulso, a energia cinética ea diferença entre colisões elásticas e inelásticas . Eles são baratos , simples e rápido de configurar, e fornecer uma demonstração clara das leis físicas subjacentes. Elas são adequadas para as fases finais do currículo de ciências do ensino médio e estágios iniciais de ciência de nível universitário . Configurando The Experiment

A forma básica da experiência consiste em dois carros alinhados. Estes podem ser blocos de madeira com rodas , colocadas sobre uma superfície plana , ou peças ponderada construídos de propósito de metais dispostos em uma faixa. Um dos carros é posta em movimento e fez a colidir com o outro carro. Para demonstrar diferentes características da experiência é possível variar a massa e elasticidade de qualquer carrinho .

Elástico Colisões

colisões elásticas são aqueles em que a energia cinética ( energia de corpos devido ao movimento ) é conservada. No caso de carrinhos isto é demonstrado pela colocação de um bloco de borracha na extremidade de uma das compras. Quando dois carrinhos de massa igual ter uma colisão elástica , suas velocidades relativas são invertidos. Se um carro em movimento colide com um carro parado, eles trocam de lugar , eo carro já parado se afasta . Se eles forem de massa desigual , então a sua dinâmica relativa ( velocidade x massa ) é invertida.

Colisões inelásticas

colisões inelásticas são aquelas em que o total cinética energia não é conservada; alguma energia é transformada em calor e som. Na experiência de compras colisão este pode ser demonstrado por dois carrinhos de metal sem borracha sobre eles . Em uma colisão perfeitamente inelástica , os dois corpos não se afastam um do outro depois de colidir , mas continuam movendo-se juntos em uma velocidade alterada.

A explicação científica

todas as experiências acima , o momento médio global é conservada :

= p mxv

Onde P é dinâmica , m é a massa e v é a velocidade . No entanto , em colisões elásticas , a energia cinética é mantida , enquanto alguns são perdidos em colisões inelásticas . Isto é porque a energia cinética é proporcional ao quadrado da velocidade :

= Ek meia xmxv ^ 2

Onde Ek é a energia cinética , m é a massa e v é a velocidade . Em colisões inelásticas o objeto que viaja mais rápido não transfere toda a sua energia para o outro corpo , eo outro apenas o corpo continua a se mover a uma velocidade menor .

Formas avançadas da Experiência

as formas mais avançadas da experiência pode envolver a medição a laser para determinar com precisão a velocidade dos carros, o que lhes permite ser plotados em um gráfico. Isto requer equipamento construído para o efeito .