Quando ciascuno dei sistemi rimane lo stesso dopo l'urto come era prima, si parla di urto elastico.
La stessa definizione di urto elastico esclama che il energia cinetica e la impulso di un corpo si conservano dopo l'urto. Ciò significa che l'energia cinetica e la quantità di moto saranno identiche prima e dopo l'urto.
Questo articolo cercherà di rispondere alla domanda "L'energia cinetica si conserva in una collisione elastica?" capendo perché e quando si conserva.
Per riconoscere la differenza tra energia cinetica e potenziale energia, diamo un'occhiata alle loro definizioni.
Energia cinetica – è l'energia che ha un corpo quando è in movimento.
Energia potenziale – è l'energia che ha un corpo quando è a riposo. È anche conosciuto come energia immagazzinata.
Perché l'energia cinetica si conserva in una collisione elastica?
In un urto elastico, non vi è alcuna deturpazione negli oggetti in collisione.
Se due oggetti si scontrano e sono invariabilmente distorti, si parla di collisione anelastica. Ma, se gli oggetti ritornano alla loro forma e dimensione originali, la deformazione è nota come Elastic Collision.
In una collisione elastica, la deformazione avviene solo per una frazione di secondo mentre gli oggetti si scontrano non appena la collisione è finita, gli oggetti si riformano nella loro forma e dimensione naturali.
Nessuna collisione è elastica al 100%. C'è un po' di energia persa in qualche modo. Ma questa perdita è eccezionalmente minore che può essere trascurata. Gli urti elastici ideali esistono solo nelle teorie.
Ad esempio, supponiamo due palline di massa M1 e M2 viaggiano l'uno verso l'altro con velocità U1 e tu2, rispettivamente. Colpiscono e rimbalzano in una direzione diversa con velocità V1 e V2, rispettivamente. Nessuna perdita di energia è stata osservata in questa reazione.
Se un reagente perde la sua quantità di moto o energia cinetica, l'altro oggetto guadagnerebbe la stessa quantità di quantità di moto o energia cinetica. Pertanto, la quantità totale di energia cinetica e quantità di moto del sistema rimarrà così com'è, e quindi si dice che l'energia cinetica e la quantità di moto si conservano.
Non solo si conserva l'energia cinetica? in un urto elastico, ma in questa reazione si conserva anche la quantità di moto.
Pertanto, l'equazione per la conservazione della quantità di moto è data come:
M1U1 + M2U2 =M1V1 + M2V2
Ci sono vari motivi per cui la palla rimbalza indietro. Uno dei motivi principali può essere il materiale della palla. Una palla di gomma rimbalzerà più di una palla di metallo. Quindi l'effetto della collisione dipende dal materiale della sostanza in collisione.
Quando si verifica la collisione, il l'energia cinetica viene convertita in potenziale energia, ma è per un brevissimo istante e si trasforma immediatamente in energia cinetica. Pertanto, se alla domanda “L'energia cinetica si conserva in un urto elastico?”, la risposta sarebbe sì, con la spiegazione di cui sopra.
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L'energia cinetica si conserva in una collisione perfettamente elastica?
Perfettamente urto elastico esiste solo nelle teorie e generalmente non si osserva nella nostra vita quotidiana.
Quando si parla di urto elastico “perfetto” bisogna ricordare che esso non esiste perché una minima quantità di energia viene dispersa nell'ambiente circostante. Ma questa energia è così piccola e quindi non ha alcun effetto significativo sulla collisione e quindi viene ignorata.
Quando si verifica una collisione, il corpo sperimenta un cambiamento nel movimento. Se gli oggetti sono della stessa dimensione e forma, diciamo che due oggetti si stanno scontrando, ed entrambi hanno lo stesso peso e si muovono entrambi con la stessa velocità. Quindi, ci sono possibilità che questa collisione sia una collisione perfettamente elastica se non viene applicata alcuna forza esterna.
Quando gli oggetti si scontrano, l'energia cinetica inizia a diminuire lentamente e, contemporaneamente, l'energia potenziale aumenta gradualmente. In un urto perfettamente elastico, questa energia potenziale sarà completamente recuperata in energia cinetica al termine dell'urto.
Quando si verifica una collisione, gli oggetti vengono compressi e talvolta deformati. Ma, in collisioni perfettamente elastiche, gli oggetti riacquistano la loro forma e dimensione originali non appena l'urto finisce, senza produrre suono o calore. Si può anche dire che la riforma è al 100%. urti perfettamente elastici.
Per concludere la risposta alla domanda 'L'energia cinetica si conserva in un urto elastico?', possiamo dire che l'energia cinetica si conserva nell'urto perfettamente elastico nello stesso modo in cui si conserva nell'urto elastico semplice.
L'energia cinetica si conserva sempre in una collisione elastica?
La quantità di moto e l'energia cinetica sono preservate in ogni momento nel verificarsi di un urto elastico.
Se la quantità di moto e l'energia cinetica non si conservano in un urto elastico, diventerebbe semplicemente un urto anelastico.
Pertanto, la risposta alla domanda "L'energia cinetica si conserva in un urto elastico?" è che la conservazione dell'energia cinetica e l'urto elastico vanno di pari passo. Se si conserva l'energia cinetica, allora si tratta effettivamente di un urto elastico, e se si verifica un urto elastico, l'energia cinetica si conserva definitivamente.
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L'energia cinetica si conserva solo in una collisione elastica?
Oltre all'energia cinetica, anche la quantità di moto viene preservata in un urto elastico.
La quantità di moto si conserva sempre in un urto finché non viene applicata una forza esterna. Di conseguenza, l'energia cinetica, così come la quantità di moto, si conserva costantemente nel verificarsi di un urto elastico.
L'esempio seguente può spiegare la dimostrazione della conservazione della quantità di moto.
Si consideri una palla di 4 kg lanciata a una velocità di 50 km/h verso una ragazza di 50 kg ferma (a riposo).
La quantità di moto della palla prima dell'urto è = mv = 4 x 50 = 200 kg. km/ora
La quantità di moto della ragazza prima dell'urto è = mv = 50 x 0 = 0 kg. km/ora
Pertanto, la quantità di moto totale del sistema prima dell'urto = 200 + 0 = 200 kg. km/ ora.
Ora, la velocità della palla e della ragazza dopo la collisione è sconosciuta.
Quindi, la quantità di moto della palla dopo l'urto = mv = 4 kg xv = 4v
E la quantità di moto della ragazza dopo l'urto = mv = 50 kg xv = 50 v
Quindi, la quantità di moto totale del sistema dopo l'urto = 50 x 4 = 200 kg km/h
Quindi, potrebbero esserci cambiamenti interni nelle grandezze, ma la quantità di moto totale del sistema prima e dopo la collisione è la stessa.
Pertanto, culmina che la quantità di moto del sistema è conservata.
Insieme alle collisioni elastiche, viene conservata la quantità di moto del sistema collisioni anelastiche anche. C'è un cambiamento nella conservazione dell'energia cinetica solo. Se l'energia cinetica è conservata, allora è una collisione elastica, e se c'è un cambiamento nell'energia cinetica, allora è un collisione anelastica.
Come trovare l'energia cinetica dopo la collisione elastica?
Si può trovare è l'energia cinetica conservata in un urto elastico dalla formula descritta di seguito.
Sappiamo che l'equazione per il conservazione della quantità di moto è dato come:
M1U1 + M2U2 =M1V1 + M2V2 – eq. UN
E l'equazione per l'energia cinetica è: =(1/2)mv2
Pertanto, l'equazione per la conservazione dell'energia cinetica può essere data come:
(1/2) m1U12 + (1/2)M2U22 = (1/2)M1V12 + (1/2)M2V22 – eq. B
Questo dà un'equazione che consiste di due incognite. Ora, per trovare queste quantità, dobbiamo semplificare l'equazione.
Dopo aver riorganizzato le quantità nell'eq. B, possiamo cancellare 1/2 e successivamente, otteniamo
M1U12 + M2U22 =M1V12 + M2V22
M1U12 - M1V12 =M2V22 - M2U22
M1 (U12 - V12) = m2 (V22 - U22) – eq. C
Con l'aiuto del teorema binomiale di fattorizzazione eq. C può essere scritto come:
M1 (U1- V1) (u1+ V1) = m2 (V2- U2) (v2+U2) – eq. D
Di nuovo, (U1+ V1) e (V2+U2) si annullano a vicenda in quanto sono le stesse quantità ma su lati diversi dell'equazione. Così, eq. D è ora scritto come:
M1 (U1- V1) = m2 (V2- U2) – eq. E
Con l'aiuto dell'eq. E, ora è facile trovare le incognite semplicemente riorganizzando l'equazione.
Per averti trovato1
Per trovare V1
Per aver trovato U2
Per trovare V2
In tal modo, si possono trovare le velocità iniziale e finale del corpo, con l'aiuto delle quali si può ulteriormente trovare l'energia cinetica del sistema.
Una volta riconosciute tutte le grandezze, si possono eguagliare queste grandezze per identificare se l'energia cinetica si conserva o meno in un urto elastico. Supponiamo che le quantità a sinistra siano uguali alle quantità a destra, allora si può confermare che l'energia cinetica si conserva, ed è un urto elastico.
Se la somma delle quantità a sinistra non è uguale alla somma delle quantità a destra, allora l'energia cinetica non si conserva e l'urto è anelastico.
Un'altra equazione che può essere utilizzata per trovare le velocità è:
Quindi, con tutti questi processi siamo in grado di rispondere alla domanda "L'energia cinetica si conserva in una collisione elastica?"
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