Физика. Лекция 356.Частные случаи абсолютно упругого центрального соударения.

Здравствуйте, уважаемые обучающиеся. На прошлой лекции мы рассмотрели такой вид взаимодействия, как соударение и записали законы, которым подчиняются эти процессы в случае:

• упругого соударения - это закон сохранения импульса и закон сохранения энергии.
• не упругое соударение - так как при таком соударении действуют диссипативные силы - сила трения, то закон сохранения энергии не выполняется, а выполняется только закон сохранения импульса.

И на этой лекции мы рассмотрим интересные частные случаи абсолютно упругого центрального соударения. Все что мы узнаем теоретически, мы это все проверим на практике и проверим, действительно ли то, что "говорит" практика будет показывать теория.

И так частные случае абсолютно упругого центрального соударения...

Если удар абсолютно упругий, то выполняется не только закон сохранения импульса, но так же выполняется и закон сохранения энергии из которого в нашей ситуации вытекает теорема об относительных скоростях. Т.е модуль относительной скорости тел до соударения равен модулю относительной скорости тел после соударения. С какой скоростью тела сближались до удара, с такой они будут удаляться друг от друга после удара. И вот этим мы с вами и будем пользоваться. Сразу хочется сказать, что нет необходимости запоминать все те формулы, которые мы выводили на прошлой лекции и которые мы будем выводить на этой лекции...эти формулы надо уметь выводить. Что же за частный случай мы с вами рассмотрим на этой лекции? Частный случай состоит в том, что второе тело, просто, не подвижно.

Рассмотрим несколько частных случаев:

• сталкиваются два шарика одинаковой массы.

• сталкиваются два шарика, масса одного из которых много больше массы другого. Тяжелое тело сталкивается с легким.

• сталкиваются два шарика так же разной массы, но наоборот. Легкий шар сталкивается с тяжелым.

И так те результаты, которые мы сейчас с вами получили исследовали на таких простых моделях, на самом деле на практике проявляются достаточно широко. Например, молекула газа ударяясь о массивную стенку сосуда, практически не меняет своей скорости, потому что масса стенки сосуда значительно больше, чем масса молекулы. Правда, здесь есть одна тонкость стенка тоже состоит из молекул, но эти тонкости мы с вами обсудим не сейчас. Просто, чтобы это было вовремя, когда мы будем изучать молекулярную физику. Далее тот факт, что два шара одинаковой массы при ударе обмениваются скоростями используется ни где нибудь, а в атомных электростанциях. Дело в том, что если вы помните деление ядер урана лучше происходит под действием медленных нейтронов. В результате делений ядер урана образуются быстрые нейтроны, они, скажем так, мало пригодны для поддержания цепной реакции, они поглощаются ураном - 238, который тоже входит в состав ядерного топлива...их надо замедлить. Как это можно сделать? Надо заставить нейтроны сталкиваться с частицами масса, которых близка к массе нейтронов. Какие это частицы? Если мы посмотрим в таблицу элементарных частиц, то мы увидим, что масса протона такая же как масса нейтрона. протон - это ядро атома водорода, который входит в состав воды. Значит, если мы нейтроны будем пропускать через воду, то в результате даже одного соударения нейтрон практически остановится. Такой метод замедления нейтронов используется в ядерных реакциях. Так что вот эти вещи, которые мы с вами изучаем, абстрактно, на самом деле очень важны для практических применений и часто широко проявляют себя в природе. Вот таковы разные частные случаи абсолютно упругого центрального удара. Ну а теперь переходим к решению задач.

И первая задача на определение высоты подъема шаров после упругого и не упругого соударения.

И в конце лекции давайте решим несколько олимпиадных задач.

И так первая олимпиадная задача на определение радиуса лунки в которой прыгает шарик упруго ударяясь о ее стенки в двух точках.

Вторая олимпиадная задача на определение части скорости, которую сохраняет шарик после частично упругого удара о стол.

Третья олимпиадная задача на определение скорости тела в заданной точке, высоты на которую поднимается 2-ое тело по наклонной плоскости, cos max угла отклонения проволоки от вертикали после соударения двух тел. Неподвижного и подвешенного на нерастяжимой проволоке.

И последняя олимпиадная задача на определение скорости тела в точке, высоты на которую поднимается второе тело по наклонной плоскости, косинус максимального угла отклонения проволоки после соударения.

На этом мы эту лекцию закончим.

Если тебе понравилось, подпишись на канал и поддержи автора.