Ontola > Fyzika > diskuze
| Nahlásit

Srážka vagonu, kinetická energie

Po přímých vodorovných kolejích jedou proti sobě dva vagóny, oba mají stejnou kinetickou energii. První má hmotnost m1 = 18 t a velikost rychlosti v1 = 2,0 m·s−1, druhý má hmotnost m2 = 32 t. Po srážce se vagóny automaticky spojí. -Určete poměrE´k /Ek, kde E′k je kinetická energie soupravy po srážce a Ek celková kinetická energie obou vagónů před srážkou.
Témata: fyzika

4 reakce

| Nahlásit
Kinetická energie vagonů E1 = E2 = 0,5*m*v^2 = 0,5*18000*2^2 = 36kJ
Rychlost vagonu 2 v2 = -√(E2*2/m) = -√(72000/32000) = -1,5m/sec; záporné znaménko znamená, že vagony se pohybují proti sobě - vektory rychlostí mají opačný směr.
Hybnosti:
p1 = m1*v1 = 18*2 = 36000kg*m/sec; p2 = -1,5*32000 = -48000kg*m/sec
p = 36000 - 48000 = -12000kg*m/sec.
Po srážce se bude souprava pohybovat rychlostí v = p/(m1+m2) = 12000/40000 = 0,3m/sec
ve směru, kterým se pohyboval těžší vagon a její kinetická energie bude
E'k = 0,5*40000*0,3^2 = 1800J.
Původní celková kinetická energie soustavy byla 2*36kJ = 72kJ.
Poměr E'k/Ek = 1,8/72 = 0,025 = 2,5% původní energie.
Zbývá odpovědět, kam se poděl rozdíl kinetické energie. Závisí na vlastnostech oblasti doteku vagonů. Pokud bude srážka nepružná, změní se ztracená energie na teplo a deformační energii materiálu. Pokud bude srážka absolutně pružná, vagony se odrazí a budou se pohybovat opačným směrem, dokud nedojde k opačnému rázu po dosažení maximální vůle spojovacího zařízení. Pak se opět odrazí, lehčí vagon změní směr a opět bude dohánět těžší vagon. Tak bude docházet ke kmitům vzájemné rychlosti obou vagonů. Rozdíl kinetických energií soustavy před a po srážce pak bude "uchován" jako kmity uvnitř soupravy. A protože absolutní pružnost je teoretická fikce, bude postupně přeměňován v teplo a deformační energii, takže kmity budou tlumené a postupně zaniknou.
| Nahlásit
máš tu asi chybu: v 6. řádku - dohromady neváží 40 t, ale 50 t…
| Nahlásit
správný výsledek rychlosti po ssrážce je 0,24m/sec
| Nahlásit
Anonym382085 : taky děláš fyzikální olympiádu?
 Anonym
Odpovídat lze i bez registrace. Dodržujte pravidla Ontoly
Vložit: Obrázek