kiltum (kiltum) wrote,
kiltum
kiltum

Объяснение результата прошлого теста.

Итак, едут две одинаковые машины друг на друга со скоростью 100 км/ч. И врезаются со 100% перекрытием. С какой скоростью надо стукнуться одной машине о каменную стену, что бы получились такие же последствия? И на выбор - 100 км/ч, 50км/ч и 200 км/ч. Большинство выбрали 200. Хотя правильный ответ 100. Отчего?

Рассмотрим что происходит. Так сказать покадрово.

кадр1: Машины соприкоснулись бамперами. ничего еще не произошло. У обоих машин величины кинетической энергии одинаковы.
кадр2: Машины чуть-чуть вмялись друг в друга. У обоих машин кинетическая энергия переходит в энергию упругой деформации. бамперы "пружинят"
кадр3: Так как скорость большая, то величина кинетической энергии больше величины энергии упругой деформации и машины начинают "мяться". Кинетической энергии еще дофига и дальше она вся идет на пластическую деформацию.
кадр4: Машины домялись и остановились. Все, кинетическая энергия кончилась. Она вся ушла в пластическую деформацию. Машины обладают только энергией упругой деформации.
кадр5: Энергия упругой деформации переходит назад в кинетическую. Смятая часть машины работает как сжатая пружина. Так как бОльшая часть первоначальной кинетической энергии ушла на пластическую деформацию, то кинетической энергии мало. Машины отскакивают друг от друга с небольшой (по сравнению с первоначальной) скоростью.
кадр6: Все. Машины стоят. Все энергии на нулях.

В реальности с 2го кадра еще куча всего происходит. К примеру, я не упомянул про то, что машины вообще-то внутри не симметричные и мнутся по разному, а значит их еще и "закрутит". Плюс там еще тепловая энергия возникает и прочее. Но мы работаем в рамках школьной физики, посему немного абстрагируемся.

А теперь поглядите еще раз на раскадровку. Машине абсолютно пофиг как и обо что останавливаться. Об стенку, об другую машину или тормозами. В любом случае она должна куда-то деть абсолютно одинаковое количество кинетической энергии. Просто за разное количество времени.

И так как величины энергии одинаковые, то и последствия будут абсолютно одинаковыми как при ударе "лоб в лоб", так и "об стенку". А раз последствия одинаковые, то и скорость врезания в стенку должна быть равна скорости любой из машин. Что в нашем случае 100 км/ч.

ЗЫ Желающие формул и подтверждения циферками ищут учебник школьной физики в районе опыта, где сталкивают две тележки с пружинками. Еслине ошибаюсь, раздел "механика". Должно быть в начале, сразу после законов ньютона.
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 37 comments