Voisiko joku selittää, mitä tapahtuu silloin, kun biljardipallo törmää (suoraan) toiseen, ja lähettää toisen pallon matkaan pysähtyen itse. Mikä on se mekanismi, joka siirtää liike-energian yhdestä pallosta toiseen?
Biljardin fysiikkaa
ollisan
4329
0Äänestä
Muut lukivat myös
Odottaa vastausta
Näihin keskusteluihin ei ole vielä vastattu. Ole ensimmäinen.
Vastaukset 4
Vanhimmat
Pallon muoto muuttuu törmäyksessä kananmunamaiseksi, törmäyskohdan atomien välimatkat pienevät ja energiaa varastoituu potentiaalienergiaksi. On latausvaihe ja purkausvaihe. Potentiaalienergiaa latutuu latausvaiheessa jossa atomien välimatkat pienevät tömeyskohdassa, ja purkautuu purkausvaiheessa jossa atomi hila palaa sille ominaiseen normaaliin muotoon (matala-energeettinen tila). Koko kappale värähtelee jonkin aikaa törmayksen jälkeenkin.
Sähkömagneettiset vuorovaikutuset vaikuttavat atomien ja elektronien välisissä liikehdinnässä. Atomit eivät varsinaisesti kosketa toisiaan, eikä voima välity atomitasolla "mekaanisesti", vaan sähkömagneettisesti.
Tähän voisi ehkä vielä lisätä että nykyfysiikan ymmärryksen mukaan (ja mittalaitteiden tarkkuuden puitteissa) kaikki alkeishiukkaset ovat pistemäisiä, eli ne ei koskaan vuorovaikuta mekaanisesti törmäämällä, vaan aina jonkin perusvuorovaikutuksen kautta. Protoneita suuremman (ja planeettoja pienemmän) koon kappaleissa tärkein vuorovaikutus on käytännössä aina sähkömagnetismi.
Ja protoneita pienemmätkään eivät kosketa mekaanisesti, vaan sähkömagneettisten vaikutteiden kautta.
Mitä pienempiin kappaleisiin mennään, sitä enemmän niillä on aaltoluonne.
Liikemäärän ja energian säilymislakien perusteella voidaan asia laskea.
sanotaan meillä on pallo 1 ja 2, joilla on massa m1 ja m2, ja nopeudet v1, v2, ja v3. v1 on törmäävän pallon nopeus, ja v2, ja v3 ovat pallojen nopeudet törmäyksen jälkeen. Tässä siis oletetaan suora törmäys, jolloin ei tarvi laskea x, ja y komponenttien kanssa, vaan molemmat pallot liikkuvat yksiuloitteisesti törmäyksen jälkeen.
m1*v1 = m1*v2 m2*v3
ja
0.5*m1*v1**2 = 0.5*m1*v2**2 0.5*m2*v3**2
Tuosta voipi sitten laskea v2, v3 kun v1 on annettu.
Jos haluat että kaikki liike-energia ei ole käytettävissä törmäykseen, vaan että osa haihtuu lämpöenergiana pois, voit ottaa pois hieman liike-energiaa törmäyksen jälkeen.
Tässä siis oletettiin että pallo 2 oli levossa kun 1 iskeytyi siihen. Pallot liikkuvat törmäyksen jälkeen nopeuksilla v2 ja v3. Tuosta voi sitten sopivasti massoilla puljailemalla katsoa että mikä on ehto sille että yksi pallo pysähtyy ja toinen jatkaa matkaansa. Pelkkää matematiikka tuo on, joka seuraa yksinkertaisesti noista säilymislaeista :)