Віртуальна лабораторна робота № 2. Дослідження закону збереження імпульсу (Засєкіна 9 клас)

• Назад до змісту довідника
• Перейти до параграфа § 6. Дізнаємося про імпульс тіла та закон збереження імпульсу

Тема: Дослідження закону збереження імпульсу.

Мета: експериментально перевірити виконання закону збереження імпульсу для замкненої системи двох тіл у випадках пружного та абсолютно непружного зіткнень.

Обладнання та цифрові інструменти: комп’ютер/гаджет, віртуальна симуляція PhET «Зіткнення тіл» (Collision Lab).

Віртуальна симуляція

🔗 Відкрити симуляцію «Зіткнення тіл» (PhET)

Хід роботи

Дослід 1. Пружне зіткнення (пружність 100%)

1. Виберіть режим прямолінійного руху («1 вимір») та встановіть пружність 100%.
2. Задайте маси тіл $m_1, m_2$ та початкові швидкості $v_{10}, v_{20}$.
3. Запустіть симуляцію, зафіксуйте швидкості після удару $v_1, v_2$ та обчисліть імпульси.

Дослід 2. Непружне зіткнення (злипання тіл, пружність 0%)

1. Встановіть пружність на 0% (тіла після удару рухаються разом як єдине ціле).
2. Задайте $m_1 = 1{,}0\text{ кг}$, $v_{10} = 2{,}0\text{ м/с}$; $m_2 = 1{,}0\text{ кг}$, $v_{20} = 0\text{ м/с}$.
3. Спільна швидкість після непружного зіткнення: $u = \dfrac{m_1 v_{10} + m_2 v_{20}}{m_1 + m_2} = \dfrac{1{,}0 \cdot 2{,}0}{2{,}0} = 1{,}0\text{ м/с}$.

Висновки

1. Виконання закону збереження: у замкненій системі тіл сумарний імпульс до взаємодії дорівнює сумарному імпульсу після взаємодії ($m_1 \vec{v}_{10} + m_2 \vec{v}_{20} = m_1 \vec{v}_1 + m_2 \vec{v}_2$).
2. Умови виконання: закон виконується за відсутності зовнішніх сил (тертя, опору середовища) або коли дія зовнішніх сил скомпенсована.
3. Пружне та непружне зіткнення:
   • При пружному зіткненні зберігається як сумарний імпульс, так і сумарна кінетична енергія системи.
   • При непружному зіткненні імпульс зберігається в повному обсязі, але частина кінетичної енергії перетворюється на внутрішню енергію (теплоту та деформацію).