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B、正向彈性碰撞:
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質量 m 的 A 物體以 v1 的速度與質量 M 速度 v2 的 B 物體,發生正向彈性碰撞,假設碰撞後
A 物體的速度變為 u1 ,而 B 物體的速度變為 u2 :
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彈性正向碰撞的特例討論:
A、蚊子撞大象:
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(2)蚊子(極輕的物體)的速度
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大象(極重的物體)的速度
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(3)結論:蚊子撞大象時,蚊子原速反彈,而大象速度不變。
(4)騎腳踏車撞牆,若腳踏車原速 10 m/s 撞入,則腳踏車以 10 m/s 的速度反方向彈回。
B、大象撞蚊子:
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(1)極重的物體 A 物體以 v1 的速度碰撞極輕且原為靜止的 B 物體,此時 M>>m ,因此可將m視為零。
(2)大象(極重的物體)的速度
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蚊子(極輕的物體)的速度
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(3)結論:大象撞蚊子時,蚊子以 2 倍速度飛出,而大象速度不變。
(4)卡車以 20m/s 撞上原為靜止的機車時,機車以 40 m/s 的速度向前飛出,而卡車速度不受影響。
C、質量相等的兩球碰撞:
(1)A、B 兩球相互碰撞,若兩球質量相等時,假設 m=M,則
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碰撞後 A 球的變成 B 球原來的速度,而 B 球的速度變為 A 球原來的速度。
(2)碰撞時若質量相等,則兩球的速度交換。
(3)A球速度為 12m/s 向東撞擊質量相等、速度為 15m/s 向西的 B 球,則碰撞後:A球的速度變成 15m/s 向西,而 B 球速度變成 12m/s 向東。
(4)A球速度為 12m/s 向東撞擊質量相等、原為靜止的 B 球,則碰撞後:A 球變成靜止,而 B 球速度變成 12m/s 向東。
(5)牛頓擺:
甲、如右圖的裝置,稱為牛頓擺。
乙、左邊提起一顆金屬球鬆手後,一顆金屬球撞擊,會引起右邊一顆金屬球以相等速率彈出,而當右邊金屬球落下時, 同樣引起左邊 1 顆金屬球彈出,如此反覆進行。
丙、左邊 2 顆金屬球撞擊,會引起右邊 2 顆金屬球以相等速率彈出。