14. Törmäykset Flashcards
Miten Newtonin III laki näkyy impulssiperiaatteessa?
Newtonin III lain eli voiman ja vastavoiman lain mukaan kahden kappaleen vuorovaikutustilanteessa kappaleet vaikuttavat toisiinsa yhtä suurilla mutta vastakkaissuuntaisilla voimilla. Tällöin voiman ja vastavoiman kappaleisiin aiheuttamat impulssit ovat yhtä suuret mutta vastakkaissuuntaiset.
Impulssiperiaatteen mukaan impulssi on yhtä suuri kuin kappaleen liikemäärän muutos. Vuorovaikutustilanne ei muuta kappaleiden muodostaman systeemin kokonaisliikemäärää, vaan se pysyy aina vakiona (jos oletetaan, että tilanteessa vaikuttavat vain kahden kappaleen välisen vuorovaikutuksen aiheuttamat voimat ja ulkoiset voimat jätetään huomioimatta)
–> liikemäärä säilyy, jos ulkoisia voimia ei ole
Kuvaile kappaleiden törmäystä ja kerro mitä tarkoitetaan liikemäärän säilymislailla.
Törmäävien kappaleiden massat ovat m1 ja m2 ja ne lähestyvät toisiaan vastakkaisista suunnista nopeuksilla v1 ja v2. Törmäyksessä kappaleet kimpoavat takaisin tulosuuntiinsa nopeuksilla u1 ja u2. Oletetaan, että törmäyksessä vaikuttavat ulkoiset voimat ja niiden aiheuttamat impulssit ovat merkityksettömän pienet.
Törmäyksessä kappaleet kohdistavat toisiinsa Newtonin III lain mukaan yhtä suuret mutta vastakkaissuuntaiset voimat. Koska vuorovaikutuksen kesto on molemmille kappaleille sama, nämä voimat aiheuttavat toisiinsa yhtä suuret mutta vastakkaissuuntaiset impulssit.
Liikemäärän säilymislain mukaan liikemäärä säilyy törmäyksissä, joissa ei vaikuta ulkoisia voimia (tulee huomioida kaikkien törmäykseen osallistuvien kappaleiden liikemäärät).
Millaisia kimmottomat törmäykset ovat?
Törmäyksessä kosketusvoimat tekevät työtä. Jos kosketusvoimien tekemä työ ei palaudu törmäävien kappaleiden liike-energiaksi, törmäys on kimmoton. Silloin törmäävien kappaleiden muoto voi muuttua ja ne voivat takertua törmäyksessä toisiinsa. Kimmottomassa törmäyksessä liikemäärä säilyy, mutta osa kappaleen liike-energiasta muuntuu törmäävien kappaleiden sisäenergiaksi.
Millaisia kimmoisat törmäykset ovat?
Törmäyksessä kosketusvoimat tekevät työtä. Jos törmäykseen liittyvien voimien tekemä työ palautuu täydellisesti törmäävien kappaleiden liike-energiaksi, törmäys on kimmoisa. Kimmoisassa törmäyksessä sekä systeemin liikemäärä että liike-energia säilyvät.
