物理/力學/原理與探索
一維碰撞實驗解說
當兩個車輪相撞時,雖然各自的速度會發生變化,但在觀察這兩個車輪組合時,存在一個量會保持不變。透過改變質量、初始速度和回彈性係數,比較碰撞前後,以及碰撞過程中,動量和動能。 彈性碰撞和完全相連的碰撞,都可以使用相同的標準進行解釋。
它是怎麼工作的?
如果不存在外力,總動量會保持不變。當 e = 1 時,動能會保持不變。
關鍵關係
m₁u₁ + m₂u₂ = m₁v₁ + m₂v₂ · v₂ − v₁ = e(u₁ − u₂)
嘗試這個實驗
- 將兩個購物車碰撞,觀察速度箭頭。 e = 1 表示彈性,e = 0 表示完全非彈性。
- 橙色卡車固定為 1 kg。 在彈性碰撞中,將藍色卡車的質量設定為 1 kg、2 kg 和 3 kg,並記錄下來。
- 將兩個質量設定為 1 kg,初始速度設定為 3 m/s 和 0 m/s。比較 e = 1 和 e = 0。
解讀結果的依據
彈性碰撞中,當 e = 1 時,什麼量是守恆的?
彈性碰撞既會儲存總動量,也會儲存總動能。
模型的範圍與限制
模型模擬無外力、無摩擦和無轉動的一維雙物體單次碰撞。恢復係數限制在 0~1。省略形變過程,在接觸瞬間改變速度。畫面隨小車運動調整比例。