Carrello collisioni sono utilizzati dagli insegnanti in lezioni di fisica per dimostrare il funzionamento di quantità di moto , energia cinetica e la differenza tra urti elastici e anelastici . Sono a buon mercato , veloce e semplice da configurare , e fornire una chiara dimostrazione delle leggi fisiche sottostanti . Sono adatti per le ultime fasi della scienza curriculum della scuola superiore e prime fasi della scienza livello di college . Di iniziare l’esperimento
La forma di base di questo esperimento è costituito da due carrelli allineati . Questi possono essere blocchi di legno con le ruote sul , posto su una superficie piana , o pezzi ponderati appositamente costruito di metallo disposte su una pista . Uno dei carri è impostato in moto e fatto entrare in collisione con l’altro carro. Per dimostrare diverse caratteristiche dell’esperimento , è possibile variare la massa e l’elasticità di una cart .
Elastic Collisioni
Urti elastici sono quelli in cui l’energia cinetica ( energia dei corpi dovute al movimento ) è conservato . Nel caso di carri ciò è dimostrato mettendo un blocco di gomma sulla fine di una cart . Quando due carrelli di uguale massa hanno un urto elastico , le loro velocità relative sono invertiti . Se un carrello in movimento si scontra con un carrello fisso , si scambiano di posto , e il carro in precedenza fermo si muove fuori . Se sono di massa ineguale , quindi la loro quantità di moto relativo ( velocità x massa ) è invertita .
Urti anelastici
urti anelastici sono quelli in cui cinetica totale l’energia non si conserva; parte dell’energia viene trasformata in calore e suono . Nell’esperimento carrello collisione può essere dimostrato da due carrelli metallici senza gomma su di loro . In caso di collisione perfettamente inelastica , i due corpi non si muovono distanti dopo la collisione , ma continuare a muovere insieme a una velocità modificata .
La spiegazione scientifica
tutti gli esperimenti di cui sopra , la quantità di moto media complessiva si conserva :
P = MXV
Dove P è slancio , m è la massa e v è la velocità . Tuttavia , nelle collisioni elastiche , l’energia cinetica viene mantenuto , mentre alcuni si perde in collisioni anelastiche . Questo perché l’energia cinetica è proporzionale alla velocità al quadrato :
Ek = 1/2 xmxv ^ 2
Dove Ek è l’energia cinetica , m è la massa e v è la velocità . In collisioni anelastiche l’ oggetto che viaggia più veloce non trasferisce tutta la sua energia per l’altro corpo , e l’altro corpo continua solo a muoversi a una velocità inferiore .
Forme avanzate di The Experiment
Altre forme avanzate di questo esperimento possono comportare misurazione laser per determinare con precisione la velocità dei carri , consentendo loro di tracciare su un grafico . Ciò richiede attrezzature appositamente costruito .