Podczas próby przyziemienia 95,0 kg biegu wstecznego biegnie w kierunku strefy końcowej przy 3,75 m / s. Lider o masie 111 kg poruszający się z prędkością 4,10 m / s spotyka się z biegaczem podczas zderzenia czołowego. Jeśli dwóch graczy trzyma się razem, jaka jest ich prędkość natychmiast po zderzeniu?

Odpowiedź:

# v = 0,480 m.s ^ (- 1) # w kierunku, w którym zmierzał linebacker.

Wyjaśnienie:

Kolizja jest nieelastyczna, gdy się trzymają. Pęd jest zachowany, energia kinetyczna nie.

Wypracuj początkowy pęd, który będzie równy ostatecznemu pędowi i wykorzystaj go do rozwiązania prędkości końcowej.

Początkowy moment.

Lider i biegacz poruszają się w przeciwnych kierunkach… wybierz kierunek pozytywny.Przyjmę kierunek linebackera jako pozytywny (ma większą masę i prędkość, ale możesz przyjąć kierunek biegacza jako pozytywny, jeśli chcesz, po prostu spójny).

Warunki: #Liczba Pi#, całkowity początkowy rozmach; # p_l #, pęd do linebackera; # p_r #, pęd biegacza.

#p_i = p_l + p_r = 111 × 4,10 + 95,0 × (-3,75) = 455,1 - 356,25 = 98,85 kg.m.s ^ (- 1) #

To jest, # 98,85 kg.m.s ^ (- 1) # w kierunku linebackera, ponieważ wartość jest pozytywny.

Zastosuj zachowanie pędu.

Całkowity ostateczny impet, #p_f = p_i #.

Runner i linebacker „trzymają się” razem, więc ich masy się łączą. Po zderzeniu przemieszcza się tylko jeden obiekt (tj. Linebacker + runner). Więc teraz:

#p_f = m_ (l + r) × v_ (l + r) v_ (l + r) = p_f / m_ (l + r) #

#v_ (l + r) = 98,85 / (111+ 95) = 0,480 m.s ^ (- 1) #

Prędkość jest dodatnia, co wskazuje, że dwa poruszają się w kierunku, w którym zmierza linebacker.