碰撞為什么有機(jī)械能損失
碰撞為什么有機(jī)械能損失
碰撞前機(jī)械能為E,如果不是完全非彈性碰撞,碰撞后機(jī)械能E’≠0完全非彈性碰撞后機(jī)械能為0,損失當(dāng)然最大 柯尼希定理是競(jìng)賽看的吧……對(duì)于這題,有更好的理解。 首先想象一個(gè)情景。一輛小車A在勻速運(yùn)動(dòng),另一輛小車B靜止,B后面連著一個(gè)彈簧。 然后A向B后面沖去。 (慢動(dòng)作)A接觸彈簧-彈簧形變-B開始加速運(yùn)動(dòng) 在這個(gè)過程中,A速度不斷減小,B的速度不斷增大。只要A的速度大于B的速度,它們之間的距離就在減小,也就是說彈簧越來越被壓緊。這個(gè)過程中彈簧的彈性勢(shì)能在不斷增大。 當(dāng)A和B速度相等了,由于彈簧對(duì)A是阻力,對(duì)B是動(dòng)力,所以下一個(gè)瞬間必然B的速度大于A了,它們的距離又要加大了。這個(gè)過程中彈簧把彈性勢(shì)能釋放出來了。 所以,如果我們?cè)谒鼈兯俣认嗟鹊臅r(shí)候把彈簧鎖住,那么此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能是最大的,這就是損失的機(jī)械能,是最大的。 而這個(gè)時(shí)候,它們速度相等,就等于是發(fā)生了完全非彈性碰撞。 解答完畢。
物體碰撞后,其機(jī)械能轉(zhuǎn)化為了內(nèi)能。比如,一個(gè)人在跑,假設(shè)有1000J的動(dòng)能,然后撞上了一面墻,然后停了下來,這個(gè)時(shí)候不需要考慮重力勢(shì)能,而動(dòng)能又因?yàn)樗俣茸兂闪?,所以也變成了0,但是能量是守恒的,這1000J能量一部分以形變的方式存在,也就是,人和墻都有細(xì)微的形變,另一部分以溫度升高的形式存在,也就是人和墻其實(shí)溫度升高了,只不過升高幅度非常小罷了。所以機(jī)械能損失了,而損失的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為了內(nèi)能。這個(gè)內(nèi)能一部分以形變的形式存在,一部分以溫度升高的形式存在。二者之和也就是內(nèi)能的增加量,為1000J
能量不會(huì)憑空消失,也不會(huì)無中生有。機(jī)械能守恒指的是動(dòng)能和勢(shì)能不論怎么轉(zhuǎn)換,總和不變。這里有個(gè)前提,是僅在重力和彈力的作用下,也就是說高中物理中的機(jī)械能守恒都是理想情況下的研究和計(jì)算。如果碰撞中有能量損失,就會(huì)復(fù)雜的多,也不能簡(jiǎn)單的用機(jī)械能守恒定律來解答。
設(shè)兩小球初速v1,v2 末速v3,v4所謂的完全非彈性碰撞,就是v3=v4的情況。m1v1+m2v2=m1v3+m2v4E末=0.5(m1*v3*v3+m2*v4*v4)利用柯西不等式(m1*v3*v3+m2*v4*v4)(m1+m2)>=(m1*v3+m2*v4)的平方也就是說:2E末>=(m1*v3+m2*v4)的平方 除以 (m1+m2)等號(hào)當(dāng)且僅當(dāng) (m1*v3)/m1=(m2*v4)/m2時(shí)取到。。希望能幫到你
碰撞中的能量損失是指機(jī)械能(動(dòng)能)轉(zhuǎn)化為其它形式的能了,是指機(jī)械能的損失,否則能量是守恒的。那么機(jī)械能損失在哪里呢?是因?yàn)閮商幬矬w在碰撞后結(jié)合在一起時(shí),有摩擦力做功的過程,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能了。
由于碰撞情況比較多,所以給出一個(gè)一般公式: 碰撞中損失的機(jī)械能: △E=1/2(1-e^2)m1m2/(m1+m2)*(v10-v20)^2 從這式來看出當(dāng)e=0時(shí)即完全彈性碰撞時(shí)其中e=(v2-v1)/(v10-v20),這時(shí)損失的機(jī)械能最大. 當(dāng)然,分析能量損失時(shí)要分析受力,比如地面摩擦力,空氣阻力等這將產(chǎn)生熱量.,當(dāng)然在熱學(xué)中,溫度升高會(huì)使內(nèi)能增加的. 而為什么會(huì)損失嗎?這可從力的做功考慮.可將碰撞看作一個(gè)系統(tǒng),從功能原理考慮.
非彈性碰撞包括繩繃緊的過程能量損失來自于物體內(nèi)部的分子間剪切耗散,將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能。你如果連續(xù)不斷的繃?yán)K子,過一段時(shí)間測(cè)量它的溫度會(huì)發(fā)現(xiàn)溫度上升
碰撞可以分為彈性碰撞和非彈性碰撞,理想化的彈性碰撞不存在,因?yàn)榕鲎簿褪亲龉^程,對(duì)物體做功物體的內(nèi)能會(huì)增加,所以碰撞過程就有一部分轉(zhuǎn)化成內(nèi)能,也就是熱能。
以上是律師為大家講解的關(guān)于”碰撞為什么有機(jī)械能損失“的內(nèi)容,希望可以幫助到各位小伙伴。