Вход
Быстрая регистрация
Если вы у нас впервые: О проекте FAQ
1

Когда сила удара шара больше? Когда он отскочил от тела или когда прилип?

Alfred Teplov [3.8K] 2 месяца назад

Первая ситуация.

Тело, типа биллиардного шара, ударяется о толстый подвешенный металлический лист. Упругий удар, шар отскакивает, лист немного отклоняется.

Вторая ситуация.

Шар того же размера, того же веса, при касании к листу имеет ту же скорость...

Но упругого удара нет. Шар остался на пластине. (Или увяз или прилип, приклеился).

IGOR PROKHOROV [10.9K]
Это зависит от соотношения масс налетающего шара и листа. Если масса шара намного меньше, тогда упругий импульс будет в 2 раза больше неупругого. Если массы равны, тогда импульсы одинаковы. Если же масса налетающего шара намного больше массы листа, тогда упругий импульс будет намного меньше неупругого, в пределе вообще стремясь к нулю по сравнению с неупругим.  2 месяца назад
Alfred Teplov [3.8K]
Масса листа намного больше массы шара.  2 месяца назад
IGOR PROKHOROV [10.9K]
Тогда упругий импульс в 2 раза больше неупругого.  2 месяца назад
комментировать
2

Здесь налицо пример неудачного использования строгих физических терминов...

Да, изменение импульса при ударе будет разным (собственно, отличие ровно в два раза). Но к силе удара это имеет весьма опосредованное отношение. Потому что сила и импульс - связанные, но разные физические величины.

Чтоб понять, надо вспомнить школьную физику: Δp = m*Δv = m*(Δv/Δt)*Δt = m*a*Δt, где а - ускорение, Δt - время соударения. Вспоминая, что ma = F, получаем, что Δp = F*Δt.

Откуда становится ясно, что сила, возникающая при ударе, зависит не только от величины изменения импульса, но и от того, какое время отведено на удар. Если это удар стального шарика о броневую плиту, время может быть совсем никаким. Миллисекунды. Поэтому максимальное усилие, развиваемое при таком ударе, может даже для десятиграммового шарика составлять сотни и сотни килограмм. А вот если шар весом в пуд падает на мягкую подстилку или даже на батут (то есть имеет место упругий удар), то время на изменения импульса - это уже порядка секунды, и сила при этом будет намного меньше.

Тем самым однозначного и универсального ответа на поставленный вопрос дать нельзя. Каждый раз надо индивидуально изучать механику столкновения с учётом упругих свойств материалов, в нём участвующих. Так что это задачка не только на динамику, но и на сопромат.

автор вопроса выбрал этот ответ лучшим
2

Первый случай - это модель абсолютно упругого удара..

Второй случай - близок к абсолютно неупругому удару..

По закону сохранения импульса и энергии при упругом ударе движущееся тело, ударяясь изменяет вектор импульса, но по модулю он остаётся прежним, так же это тело сохраняет свою кинетическую энергию..

При неупругом ударе mV=(M+m)v, т.е. движущийся предмет (шарик в данном случае) передаст всю свою кинетическую энергию, так что эффект удара более выражен..

Подобный эффект используют в стрелковом оружии, применяя экспансивные пули (раскрывающиеся), пистолетные пули имеют большой калибр по отношению к их длине, для лучшей контузии, что особенно важно для оружия на относительно малые расстояния, чтобы наверняка поразить противника, который находится относительно близко, отчасти такой эффект имеют и пули со смещённым центром тяжести: эффект кувыркания придёт им большую поражающую силу, а так малокалиберные пули имеют относительно малый поражающий эффект, так например японский патрон 6,5 мм "Арисака" называли "гуманным", поскольку его эффект поражения при попадание в тело по сравнению с мосинскими и маузерскими винтовочными патронами был гораздо менее выражен..

2

Разумеется когда происходит упругий удар (первый случай) удар окажется сильнее, то есть лист в этом случае отклонится на больший угол. Это объясняется на основе закона сохранения импульса. При упругом ударе импульс шара меняется на противоположное то есть изменение импульса будет равным 2*m*v. На такое же значение увеличится импульс листа. То есть лист при этом приобретёт большую скорость. При неупругом ударе импульс шара изменится лишь на величину m*v. Значит когда шар прилипает металлический лист отклонится на меньший угол (примерно в два раза). Да ещё масса листа увеличится и поэтому его скорость также будет меньше, чем при упругом ударе.

il63 [116K]
Кажется несомненным. Но ведь при абсолютно упругом отскоке шар сохраняет свою кинетическую энергию, которую мог бы передать телу. Нет ли тут противоречия?  2 месяца назад
комментировать
0

Классические задачи школьного курса физики (раздел Механика). Не совсем понятно, как интерпретировать термин "сила удара", но конечная скорость листа в случае отскока будет больше, чем в случае прилипания.

Alfred Teplov [3.8K]
В том то и вопрос. Если это так, то Почему?  2 месяца назад
комментировать
Знаете ответ?
Есть интересный вопрос? Задайте его нашему сообществу, у нас наверняка найдется ответ!
Делитесь опытом и знаниями, зарабатывайте награды и репутацию, заводите новых интересных друзей!
Задавайте интересные вопросы, давайте качественные ответы и зарабатывайте деньги. Подробнее..
регистрация
OpenID