|
|
Page:108
לחלוטין , שבה שני גופים נפרדים , הופכים לגוף אחד , תוך אובדן חלק מהאנרגיה הקינטית שלהם . זו דוגמא לתהליך שאפשר לכנותו "התפוצצות" או "רתיעה . " בתהליך זה , מערכת שנמצאת במנוחה או בתנועה מתפרקת ברגע מסוים לכמה חלקים הנעים לכיוונים שונים . לפי חוק שימור התנע , התנע הכולל של חלקי המערכת לאחר ההתפוצצות שווה לתנע שהיה למערכת לפני ההתפוצצות . נוכל להשתמש בחוק שימור האנרגיה במקרה זה רק אם יש נתונים על האנרגיה הפוטנציאלית של המערכת ( שהופכת לאנרגיה קינטית בזמן ההתפוצצות , ( כמו בדוגמא שבסעיף . 1 . 1 בדרך כלל המידע הזה חסר , ונוכל להשתמש רק בחוק שימור התנע . אז יש צורך לדעת את התנע של חלק משברי המערכת , כדי לחשב את התנע של שאר החלקים . הדוגמאות לתהליכי התפוצצות ורתיעה הן רבות . רובה ותותח נרתעים אחורה בעת הירי , משום שהתנע הכולל של הרובה והכדור לפני הירי הוא אפס . בשעה שהכדור רוכש תנע בכיוון הירי , הרובה רוכש תנע באותו גודל , אך בכיוון ההפוך . מטוס סילון ורקטה נעים קדימה בזכות הגזים הנפלטים מהם לאחור . מכיוון שהנעה רקטית מבוססת על שימור התנע , היא יעילה באותה מידה באטומוספירה ומחוץ לה . לכן היא יכולה לשמש לטיסות בחלל , ובלבד שהרקטה נושאת איתה , נוסף לדלק , גם את החמצן הנחוץ לבעירתו . שאלה 2 . 16 גוף שנמצא במנוחה מתפרק לשני גופים שמסותיהם m "\ m המתרחקים זה מזה . א . הוכח כי שני הגופים חייבים לנוע בכיוונים מנוגדים . ב . הוכח כי האנרגיות הקינטיות של שני הגופים נמצאות ביחס הפוך למסות , באופן שהגוף בעל המסה הקטנה יותר מקבל את החלק הגדול יותר של האנרגיה . שאלה 2 . 17 פגז שמסתו 12 ק"ג נפלט מתותח בכיוון אופקי , במהירות 297 מ \ ' שנ . ' קנה התותח , שמסתו 132 ק"ג , נרתע לאחור ונבלם לאחר תזוזה של 1 . 25 מ' בעזרת מתקן קפיצי המעוגן בקרקע . א . מהי המהירות ההתחלתית של קנה התותחז ב . מהו קבוע הקפיץ של המתקן הבולם ? שאלה 2 . 18 רקטה שמסתה , כולל הדלק , היא 2 טון , נעה הרחק מכדור הארץ , במהירות קבועה של 300 מ \ ' שנ , ' ביחס לכדור הארץ . ברגע מסוים נדלק המנוע ברקטה ובמשך זמן מסוים היא צורכת דלק בקצב של 5 ק"ג בשנייה . הדלק הזה נפלט אחורה כגז שמהירותו - ביחס לרקטה - היא 1000 מ \ ' שנ . ' מהי מהירות הרקטה לאחר שנייה אחת ? לחוק שימור התנע יש חשיבות רבה בענף של הפיסיקה העוסק בחלקיקים יסודיים . בהמשך נלמד כי האטום בנוי משלושה חלקים יסודיים : אלקטרון , פרוטון וניסיון . פרט לאלה גילו הפיסיקאים חלקיקים רבים נוספים . רובם אינם יציבים והם מתפרקים , זמן קצר לאחר היווצרם , לחלקיקים אחרים . בעזרת מכשירים מיוחדים אפשר לעקוב אחר המסלולים של החלקיקים תוצרי ההתפרקות ולמדוד את מהירותם , ובעזרת מידע זה אפשר לשחזר את המסה , האנרגיה , ותכונות אחרות של החלקיק שהתפרק . לשיקולים של שימור התנע יש תפקיד חשוב בחישובים הללו . אחת המסקנות מחוק שימור התנע היא , שכאשר חלקיק הנמצא במנוחה מתפרק לשני חלקיקים , הם ינועו בכיוונים מנוגדים , והיחס כין המהירויות שלהם שווה ליחס ההפוך בין המסות
|
|