Contact   1044  4       

door 
  Wetenschappen  
  CLEAR  
  Edities  
  Test  
Wet van behoud van impuls
    23 / 28   Arbeid en energie
 

-

Theorie Examenvragen  

Spring naar:

 

De volgende onderwerpen worden in dit hoofdstuk behandeld:

- Arbeid
- Vermogen
- Energie
- Potentiële energie
- Kinetische energie
- Behoud van energie
- Energie in een veer
- Universele gravitatie-Ep
- Rendement
- Massacentrum
- Impuls en krachtstoot
- Behoud van impuls


Transcriptie van de slides

Behoud van impuls - Arbeid en energie - Fysica - Theorie - Toelatingsexamen arts en tandarts


Wet van behoud van impuls

Als er geen externe kracht op een systeem werkt blijft de totale impuls constant
Een voorbeeld:
Hier beschouwen we de botsing als volkomen elastisch: de twee voorwerpen gaan hun eigen weg (zoals bijvoorbeeld twee biljartballen)
Er is geen energie verloren door vervorming, wrijving, geluid,…

Twee vergelijkingen

Er is niet alleen behoud van impuls, er is bij volkomen elastische botsingen ook de wet van behoud van kinetische energie (u1 en u2 zijn de snelheden voor de botsing):
Uitwerken geeft:

Niet-elastische botsingen

Bij de niet-elastische botsingen blijven de voorwerpen bij mekaar. Dit kunnen we ons bijvoorbeeld voorstellen als een schaatser die op een andere stilstaande schaatser botst: ze bewegen na de botsing samen in één richting
Ook hier blijft de impuls behouden:
Maar hier zal een deel van de kinetische energie omgezet worden in warmte door vervorming, wrijving tussen de twee massa’s,…

Voorbeeld

Een voorwerp van 5,0 kg met snelheid 20 m/s in oostelijke richting botst frontaal op een voorwerp van 10,0 kg met snelheid 5 m/s in westelijke richting. Beide voorwerpen blijven na de klap aan elkaar.
Veronderstel dat geen energie in vervorming verloren gaat.
In welke richting en met welke snelheid bewegen beide massa’s?
Wel: m1v1 + m2v2 = mtvt
Maar let op: we moeten een bepaalde zin als positief nemen voor de snelheid, bijvoorbeeld van west naar oost. Dan wordt de vergelijking:
(5,0).(20) + (10,0).(-5) = (5,0 + 10,0) vt
vt = 50/15 = 3,3 m/s. Positief, dus in oostelijke richting.

Opmerking

Behoud van impuls geldt ook voor de componenten van de beweging.
Dus de x-component van impuls blijft behouden, evenals de y-component (of elke andere richting).
Bijvoorbeeld: een stuk vuurwerk spat uiteen in drie delen zoals getekend:
v1 = 9 m/s
v2 = 9 m/s
v3 = ?
Hier geldt voor de x-componenten: mv1x + mv2x – ½ mv3 = 0
v1x = v2x = 9 . cos 45° = 9.√2/2
Dus 9.√2/2 + 9.√2/2 – ½ v3 = 0 v3 = 18√2 m/s

Restitutiecoëfficiënt

De restitutiecoëfficiënt is de verhouding van de finale en initiële relatieve snelheid tussen twee voorwerpen nadat ze gebotst zijn.
Deze varieert normaal gezien van 0 tot 1 waarbij 1 een volkomen elastische botsing voorstelt.
Bijvoorbeeld: een balt valt op de grond met een snelheid van 8 m/s en weerkaatst met een snelheid van 4 m/s. De restitutiecoëfficiënt is dan 4/8 = 0,5.

Toelatingsexamen arts en tandarts