|
|
Page:98
2 . 2 התנגשות אי אלסטית כל ילד יודע , כי כאשר כדור גומי מנופח היטב פוגע בקיר , הוא ניתר לאחור . אם נמדוד את מהירותו של הכדור לאחר הפגיעה בקיר , נמצא כי היא שווה כמעט ( בערכה המוחלט ) למהירותו לפני הפגיעה . עובדה זו מוסברת כך : ההתנגשות בין הכדור לקיר היא , בקירוב שאלה 2 . 5 א . גוף שמסתו m נע על מישור חלק במהירות , V ומתנגש התנגשות אלסטית בגוף נח , שמסתו אף היא , m הנמצא במנוחה על אותו מישור . הנח כי התנועה היא בממד אחד ומצא את המהירויות לאחר ההתנגשות ) . פתור באופן כללי , ואחר כך הצב ( . v = 20 m / s , m = lkg ב . גוף שמסתו m = lkg נע על מישור חלק במהירות v = 20 m / s ומתנגש התנגשות אלסטית בגוף נח , שמסתו . m = 1000 kg מצא את המהירויות של שני הגופים לאחר ההתנגשות . ג . גוף בעל מסה m הנע במהירות V מתנגש התנגשות אלסטית בגוף נח בעל מסה . m 2 פתח ביטוי כללי למהירויות הסופיות של שני הגופים . ד ) . רשות ) הראה כי כאשר , m » m הגוף הנע יירתע במהירות השווה כמעט בגודלה למהירות שהייתה לו , ואילו מהירות הגוף הכבד לאחר ההתנגשות תהיה קטנה מאוד . לסיום הדיון בנושא ההתנגשויות האלסטיות , יש להדגיש כי התנגשות אינה חייבת לכלול מגע של ממש בין הגופים המתנגשים . נניח שאלקטרון נע לעבר יון שלילי ( אטום הטעון במטען שלילי ) הנמצא במנוחה , כמתואר באיור . 2 . 3 בין שני מטענים חשמליים שליליים שורר כוח דחייה . לכן , בהתקרב האלקטרון ליון הנייח מהירותו תואט , ובנקודה מסוימת הוא ייעצר , ויחזור אחורה . המרחק הקרוב ביותר בין האלקטרון ליון תלוי במהירות ההתחלתית של האלקטרון . למשל , אם האלקטרון נע במהירות התחלתית 2 xl 0 מ \ ' שנ , ' הוא יגיע למרחק i . 26 xio מ' מהיון . מרחק זה גדול פי 40 מרדיוס אופייני של יון , ומכאן שלא נוצר מגע פיסי בין האלקטרון ליון . עם זאת , התהליך דומה במאפייניו להתנגשות — כגון התנגשות בין שני כדורי ביליארד — שבה יש מגע פיסי בין הגופים . כאשר האלקטרון נמצא עדיין במרחק גדול מהיון , הכוח ביניהם חלש מאוד ומהירות האלקטרון קבועה כמעט . כאשר האלקטרון קרוב ליון פועל ביניהם לזמן קצר כוח חזק . אחר כך , כשהאלקטרון שוב מרוחק מהיון , הכוח ביניהם שוב חלש ומהירות האלקטרון חוזרת להיות קבועה כמעט . כוח הדחייה בין האלקטרון ליון גורם לכך שגם היון מתחיל לנוע ורוכש תנע ואנרגיה קינטית , הנגרעים מהתנע ומהאנרגיה הקינטית של האלקטרון . כל זה דומה מאוד למתרחש בהתנגשות . אם כל האנרגיה העוברת מהאלקטרון ליון הופכת לאנרגיה קינטית של היון ( ובהמשך נזכיר גם אפשרות אחרת , ( אפשר להתייחס לתהליך כאל התנגשות אלסטית . המסה של יון ( כל יון , ויהא זה יון של מימן או של אורניום ) גדולה בהרבה ממסת האלקטרון , ולכן , לפי שאלה 2 . 5 ד , התוצאה של ההתנגשות בין האלקטרון לבין היון הנייח תהיה שהאלקטרון הקל יירתע לאחור במהירות השווה כמעט בגודלה למהירות המקורית שהייתה לו , בעוד מהירות היון הכבד תהיה קטנה יחסית . איור 2 . 3
|
|