Межотраслевая Интернет-система поиска и синтеза физических принципов действия преобразователей энергии

Стартовая страница

О системе

Технические требования

Синтез

Обучающий модуль

Справка по системе

Контакты
Искать:
  Расширенный   Формализованый   По связи разделов
 А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ы Э Ю Я 
Общий каталог эффектов

Абсолютно упругий удар
Соударение твердых тел, в результате которого механическая энергия системы не переходит в другие виды (не механические) энергии

Описание

Абсолютно упругий удар — модель соударения, при которой полная кинетическая энергия системы сохраняется. В классической механике при этом пренебрегают деформациями тел. Соответственно, считается, что энергия на деформации не теряется, а взаимодействие распространяется по всему телу мгновенно. Хорошей моделью абсолютно упругого удара является столкновение бильярдных шаров или упругих мячиков.
Абсолютно упругий удар
Рисунок 1
Абсолютно упругий удар может выполняться совершенно точно при столкновениях элементарных частиц низких энергий. Это следствие принципов квантовой механики, запрещающей произвольные изменения энергии системы. Если энергии сталкивающихся частиц недостаточно для возбуждения их внутренних степеней свободы, то механическая энергия системы не меняется. Изменение механической энергии может также быть запрещено какими-то законами сохранения (момента импульса, чётности и т. п.). Надо, однако, учитывать, что при столкновении может изменяться состав системы. Простейший пример — излучение кванта света. Также может происходить распад или слияние частиц, а в определённых условиях — рождение новых частиц. В замкнутой системе при этом выполняются все законы сохранения, однако при вычислениях нужно учитывать изменение системы.

 

 

Ключевые слова

 

Разделы наук

 

Используется в научно-технических эффектах

Кевларовая броня (Кевларовая броня)

 

Используется в областях техники и экономики

1Бронетанковая техника
1Технологии химических волокон и нитей
1Технологии природных и синтетических высокомолекулярных соединений
1Технологии органических веществ и продуктов

 

Используются в научно-технических эффектах совместно с данным эффектом естественнонаучные эффекты

1Трение при относительном движении соприкасающихся тел (Трение скольжения)
1Соударение твердых тел, в результате которого механическая энергия системы не переходит в другие виды (не механические) энергии (Абсолютно упругий удар)
1Возникновение сопротивления качению в результате деформации контактирующих твердых тел и появление момента силы реакции контакта (Псевдоскольжение упруго-перекатывающихся тел)
1Упругая деформация кручения твёрдых тел. (Упругая деформация кручения твёрдых тел.)
1Упругие деформации. Дивергенция (Упругие деформации. Дивергенция)
1Упругая деформация изгиба твердых тел (Деформация изгиба)
1Гука закон (Гука закон)
1Создание момента силы (Создание момента силы )
1Давление при контакте (Давление при контакте)
1Эффект передачи момента силы посредством твёрдого тела (Механического рычага эффект)

 

Применение эффекта

С ударным взаимодействием тел нередко приходится иметь дело в обыденной жизни, в технике и в физике (особенно в физике атома и элементарных частиц).
В механике часто используются две модели ударного взаимодействия – абсолютно упругий и абсолютно неупругий удары. Центральный (лобовой) удар очень редко реализуется на практике, особенно если речь идет о столкновениях атомов или молекул
Частным случаем нецентрального упругого удара может служить соударения двух бильярдных шаров одинаковой массы, один из которых до соударения был неподвижен
Применение законов сохранения энергии и импульса во многих случаях позволяет исключить из рассмотрения сам процесс столкновения и получить связь между скоростями тел до и после столкновения, минуя все промежуточные значения этих величин.

Реализации эффекта

Простым примером абсолютно упругого столкновения может быть центральный удар двух бильярдных шаров, один из которых до столкновения находился в состоянии покоя (рисунок 1). Центральным ударом шаров называют соударение, при котором скорости шаров до и после удара направлены по линии центров.
Абсолютно упругий центральный удар шаров.
Рисунок 1
В общем случае массы m1 и m2 соударяющихся шаров могут быть неодинаковыми. По закону сохранения механической энергии
Здесь υ1 – скорость первого шара до столкновения, скорость второго шара υ2 = 0, u1 и u2 – скорости шаров после столкновения. Закон сохранения импульса для проекций скоростей на координатную ось, направленную по скорости движения первого шара до удара, записывается в виде:
m1υ1 = m1u1 + m2u2.
Мы получили систему из двух уравнений. Эту систему можно решить и найти неизвестные скорости u1 и u2 шаров после столкновения:
В частном случае, когда оба шара имеют одинаковые массы (m1 = m2), первый шар после соударения останавливается (u1 = 0), а второй движется со скоростью u2 = υ1, т. е. шары обмениваются скоростями (и, следовательно, импульсами).

Литература

1. И.В.Савельев. Курс общей физики: Учебное пособие. Т.1. Механика. Молекулярная физика. 6-е изд., стер. – СПб.: Издательство «Лань»,2006.

2. Трофимова Т.И. Курс физики. - М.: Высшая школа, 2007.

3. Иродов И.Е. Основные законы механики. - М.: Физматлит, 2001.

Формализованное описание Показать

Стартовая страница  О системе  Технические требования  Синтез  Обучающий модуль  Справка по системе  Контакты 
Copyright © 2008 РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина