En fullständigt oelastisk stöt är en typ av kollision där de kolliderande objekten fastnar i varandra och rör sig som en enhet efter kollisionen. Tänk dig att du skjuter en chokladboll A på en stillastående chokladboll B och chokladbollarna klibbar ihop sig och fortsätter i samma riktning som chokladboll A. Det är ett exempel på en fullständigt oelastisk (och ganska otrolig) stöt. Eller tänk dig när en bil krockar med en mur och stannar. Det är också en oelastisk stöt. Men hur beskriver vi detta fysikaliskt? Det kommer denna artikel reda ut.
Vad innebär en fullständigt oelastisk stöt?
I en fullständigt oelastisk stöt kommer de kolliderande objekten fastna ihop och röra sig tillsammans efter stöten. Tänk på det som två tåg som krockar med varandra, och istället för att studsa tillbaka fortsätter de som en enhet. Deras totala massa blir då den sammanlagda massan av de två tågen och deras gamla rörelsemängd lika stor som den nya ”klumpens” rörelsemängd.
[bild på en oelastisk stöt] – kul med gif?
Detta skiljer sig från en elastisk stöt, där objekten studsar tillbaka och rörelseenergin bevaras, eller en delvis elastisk stöt, där objekten kan studsa tillbaka men en del av rörelseenergin förloras, så förloras all icke-centrerad rörelseenergi i en fullständigt oelastisk stöt. Hur mycket av rörelseenergin som går förlorad bestäms av studstalet e.
Bevarandet av rörelsemängden
Trots energiförlusten bevaras rörelsemängden i en fullständigt oelastisk stöt. Rörelsemängden, som är massan gånger hastigheten för ett objekt, förblir densamma före och efter stöten. Om vi tänker på tågexemplet igen, så är den totala rörelsemängden av de två tågen före kollisionen densamma som rörelsemängden för det kombinerade tåget efter kollisionen. Kom ihåg dock att massan för de ”nya” tåget, det vill säga den ihopslagna klumpen som det blir efter kraschen är lika stor som massan för de båda tågen innan kraschen. Och när du räknar ut den samlade rörelsemängden innan är det viktigt att ta hänsyn till riktningen. Kör tågen mot varandra ska den ena ha en positiv rörelsemängd och den andra en negativ.
Energiförändringar i en fullständigt oelastisk stöt
I en fullständigt oelastisk stöt omvandlas en del av rörelseenergin till andra energiformer, som värme och ljud. Till exempel, när en bil krockar med en mur, produceras en stor mängd ljud och bilen deformeras, vilket kräver energi.
Hur räknar man på en fullständigt oelastisk stöt?
För att räkna på en fullständigt oelastisk stöt behöver vi använda det faktum att rörelsemängden bevaras. Rörelsemängden före stöten är alltså lika med rörelsemängden efter stöten. (kom ihåg att definiera en positiv riktning så tecknen blir rätt!)
Låt oss ta ett exempel. Antag att vi har två objekt med massor m1 och m2, och hastigheter v1 och v2. Före stöten är rörelsemängden m1v1 + m2v2. Efter stöten rör sig objekten tillsammans med en gemensam hastighet v. Så, m1v1 + m2v2 = (m1+m2)*v. Vi kan då lösa den ekvationen för att få v, hastigheten efter kollisionen.
[bild på två alternativ, en med positiv och en med negativ hastighet efter stöten]
Fullständigt oelastiska stötar i vardagen
Fullständigt oelastiska stötar hittar vi i vardagen i form av bilkrockar.. När bilar kolliderar, särskilt vid höga hastigheter, klibbar de ofta ihop istället för att studsa tillbaka, vilket gör kollisionen fullständigt oelastisk (i princip). Förståelse av fullständigt oelastiska stötar hjälper oss att utforma säkrare bilar och vägar.
Testa dig själv – Har du förstått?
Hur många rätt fick du? Kommentera nedan!
- Vilken typ av energi bevaras vid en fullständigt oelastisk stöt?
- a) Rörelseenergi
- b) Potentiell energi
- c) Rörelsemängd
- d) Värmeenergi
- Vad händer med objekten i en fullständigt oelastisk stöt?
- a) De studsar tillbaka
- b) De fastnar ihop
- c) De försvinner
- d) De exploderar
- Vilka energiformer kan rörelseenergin omvandlas till i en fullständigt oelastisk stöt?
- a) Ljud
- b) Värme
- c) Båda
- d) Inget av dem
- Vilka faktorer behövs för att beräkna en fullständigt oelastisk stöt?
- a) Massan och hastigheten hos varje objekt
- b) Bara massan hos varje objekt
- c) Bara hastigheten hos varje objekt
- d) Ingen av dem
Rätta svar: 1(c), 2(b), 3(c), 4(a)
Sammanfattning
En fullständigt oelastisk stöt är en typ av kollision där de kolliderande objekten fastnar ihop och rör sig tillsammans efter stöten. Rörelsemängden bevaras, men rörelseenergin omvandlas till andra energiformer, som värme och ljud.
