برخورد کاملا غیر کشسان عملا غیرممکنه

مدیران انجمن: parse, javad123javad

ارسال پست
نمایه کاربر
rohamavation

نام: roham hesami radرهام حسامی راد

محل اقامت: 100 مایلی شمال لندن جاده آیلستون، لستر، لسترشر. LE2

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 3289

سپاس: 5494

جنسیت:

تماس:

برخورد کاملا غیر کشسان عملا غیرممکنه

پست توسط rohamavation »

من می‌توانم دلیل غیرممکن بودن برخوردهای الاستیک را بیابم، زیرا همیشه مقداری انرژی جنبشی سیستم از دست می‌رود مانند گرما (در اثر اصطکاک)، صدا و غیره.
اما نمی توانم بفهمم که چرا برخورد کاملا غیر کشسان ممکن نیست.
من فکر می‌کنم که برخوردهای کاملاً غیرکشسانی ممکن است، برای مثال اگر یک محفظه خلاء را در نظر بگیریم و در داخل آن دو توپ سفالی مدل‌سازی یکسان را که به رشته‌های یکسان بسته شده و در همان زاویه ای که در شکل نشان دادم، قرار دهیم. سپس توپ خاکی را به طور همزمان رها می کنیم و آنها به یکدیگر برخورد می کنند و در وسط می ایستند سپس یک برخورد کاملا غیر کشسان خواهد بود.تصویر
دو توپ خاکی که در ایستگاه فضایی بین‌المللی پرتاب شده‌اند به هم می‌چسبند. تکانه حفظ می شود و انرژی جنبشی در اثر صدا، تغییر شکل ماکروسکوپی و درجات آزادی میکروسکوپی از بین می رود. (ما می‌توانیم این کار را در قفل هوا انجام دهیم، بنابراین اگر ترجیح داده شود صدای آنها وجود ندارد).
و مثال دیگر 2 توپ بولینگ با فنری است که در حداکثر فشار قفل می شود. تکانه با دور شدن دو توپ به عنوان یکی حفظ می شود و انرژی جنبشی به عنوان انرژی پتانسیل (ماکروسکوپی) در بهار ذخیره می شود.
در هر دو مورد، انرژی جنبشی "از دست رفته" به انرژی داخلی جسم حالت نهایی می رود و می تواند ماکروسکوپی و/یا میکروسکوپی باشد.
من حرکت زاویه ای را نادیده گرفته ام. برخوردها باید کاملاً تراز شوند تا جسم نهایی دارای چرخش صفر و در نتیجه انرژی دورانی صفر باشد. از آنجایی که "تراز کامل" غیرعملی است، هرگز نمی توان به این امر دست یافت.
حال معنای شناسی: اگر انرژی دورانی به عنوان "انرژی جنبشی حالت نهایی" تعریف شود، نمی توان به یک برخورد کاملا غیر کشسان دست یافت. همیشه مقداری انرژی جنبشی بالاتر از حداقل مطلق مجاز با پایستگی تکانه وجود دارد.
اگر انرژی دورانی به عنوان «انرژی داخلی حالت نهایی» (تحریک چرخشی) تعریف شود، با فنر بارگذاری شده تفاوتی نداره و یک برخورد کاملا غیر کشسان حاصل می شود.
چرا اتلاف انرژی در برخورد کاملا غیر کشسان به حداکثر می رسد
من در حال انجام یک مسئله فیزیک بودم و از من خواسته بود حداکثر Ke را پیدا کنم
از دست دادن، اما نمی‌دانم چرا وقتی اجسام به هم می‌چسبند، تلفات به حداکثر می‌رسد (برخورد غیرکشسان است).
اگر کسی به سمت مرکز جرم ذرات/اجرای ورودی حرکت کند، برای یک برخورد کاملا غیر کشسان، سرعت نسبی کاملاً خاموش می شود. انرژی جنبشی مربوط به این تفاوت در سرعت به گرما، انرژی الاستیک اجسام تغییر شکل یافته، صدا و غیره تبدیل می شود. به دلیل حفظ تکانه، تکانه خالص مرکز جرم (به هر حال در مرکز قاب جرم قابل مشاهده نیست) نمی تواند تغییر در غیاب نیروهای خارجی در نتیجه، از دست دادن کل سرعت نسبی بهترین کاری است که می توان انجام داد. از طرف دیگر، در یک برخورد کاملاً الاستیک، بزرگی سرعت نسبی بدون تغییر باقی می‌ماند و هیچ انرژی از دست نمی‌رود.
این تغییر در سرعت نسبی با ضریب بازگشت (e) پارامتر می شود.
می توانید سعی کنید و نشان دهید که اتلاف انرژی میگه $\Delta E=\frac{1}{2}\frac{m_1m_2}{m_1+m_2}(1-e^2)\Delta v^2$که در آن m1، m2
جرم اجسام در حال برخورد و Δv هستش
سرعت نسبی اولیه است.
بنابراین، می‌توان به آرامی کل محدوده پارامتر را برای تنظیم میزان انرژی در محدوده قرار داد
دقت ضریب بازگشت (COR که با e نیز نشان داده می شود)، نسبت سرعت نسبی نهایی به اولیه بین دو جسم پس از برخورد آنهاست. معمولاً بین 0 تا 1 است که در آن 1 یک برخورد کاملاً الاستیک است. یک برخورد کاملا غیر کشسان دارای ضریب 0 است، اما مقدار 0 نباید کاملا غیر کشسان باشد. در تست سختی ریباند لیب اندازه گیری می شود که به صورت 1000 برابر COR بیان می شود، اما فقط یک COR معتبر برای آزمایش است، نه به عنوان یک COR جهانی برای ماده مورد آزمایش.
این مقدار تقریباً همیشه کمتر از 1 است زیرا انرژی جنبشی انتقالی اولیه در اثر انرژی جنبشی چرخشی، تغییر شکل پلاستیک و گرما از دست می‌رود. اگر در طول برخورد ناشی از یک واکنش شیمیایی، کاهش انرژی دورانی یا کاهش انرژی داخلی دیگری که به سرعت پس از برخورد کمک می کند، افزایش انرژی وجود داشته باشد، می تواند بیش از 1 باشه.${\displaystyle {\text{Coefficient of restitution }}(e)={\frac {\left|{\text{Relative velocity after collision}}\right|}{\left|{\text{Relative velocity before collision}}\right|}}}$ضریب بازگرداندن را می توان به عنوان معیاری برای میزان حفظ انرژی مکانیکی در هنگام پرش یک جسم از سطح در نظر گرفت. در مورد یک جسم که از یک هدف ثابت می پرد، تغییر در انرژی پتانسیل گرانشی، Ep، در طول برخورد اساساً صفر است. ${\displaystyle C_{R}={\sqrt {\frac {E_{\text{k, (after impact)}}}{E_{\text{k, (before impact)}}}}}={\sqrt {\frac {{\frac {1}{2}}mv^{2}}{{\frac {1}{2}}mu^{2}}}}={\sqrt {\frac {v^{2}}{u^{2}}}}={\frac {v}{u}}}$
تصویر

ارسال پست