6 Stød Et stød kan fx være et sammenstød mellem to biler, en billardkugle, der rammer en anden, eller en hoppebold, der rammer jorden. Hvis man optager en film af et stød, fx et af alfahenfald, og afspiller filmen bag læns, vil det se ud som et sammenstød mellem en kerne og en alfa-par tikel. Henfaldsprocesser kan derfor også behandles som stødprocesser. Vi minder om følgende sætning: Den samlede bevægelsesmængde er bevaret i et system uden ydre kraftpåvirkning. Bevægelsesmængden er p = m · v. Denne gælder også med vektorer, så bevægelsesmængden er bevaret i en vilkårlig retning: →
→
→
∆p = pefter – pfør = 0 Centralt stød: Et stød mel lem partikler, der foregår langs samme linje før og efter stødet. Elastisk stød: Et stød, hvor den kinetiske energi er en bevaret størrelse.
Bevarelse af bevægelsesmængde, når Fydre = 0
Et stød, hvor de to partikler bevæger sig langs samme linje, kaldes et centralt stød. Bevægelsesmængden er bevaret for alle stød, men den kinetiske energi er ikke nødvendigvis konstant i et stød. Et stød, der opfylder, at den kinetiske energi er bevaret, kaldes et elastisk stød. I BasisFysik B så vi eksempler på stød i én dimension i eksempel 10.3 (et billardstød) og 10.4 (et geværskud i ler). Vi genopfrisker begge eksempler, men ser nu på, hvordan den kinetiske energi ændrer sig. E K SE MPE L 1.15
Billardstød En billardkugle stødes ind i en anden billardkugle og rammer den lige på. Bortset fra farven er kuglerne ens, begge har en masse på 170 g. Den hvide stødkugles hastighed er 5,0 m/s. Vi ser bort fra alle ydre kræfter, såsom gnidning og luftmodstand. Er den kinetiske energi bevaret? Løsning Den kinetiske energi før stødet er (vfør er den hvide kugles fart før stødet): Ekin,før = ½ · m · v2før = ½ · 0,170 kg · (5,0 m/s)2 = 2,13 J Efter stødet kender vi ikke farten af den røde kugle, men vi ved, at bevægelsesmængden er bevaret, så farten må være den samme som farten af den hvide kugle før stødet, altså vefter = 5,0 m/s. Svar: Bevægelsesmængden af den røde kugle efter stødet er den sam me som bevægelsesmængden af den hvide kugle før stødet. Den røde kugle må derfor have samme fart, som den hvide kugle havde før stø det. Den kinetiske energi er således bevaret.
K APITEL 1 MEK ANIK I TO DIMENSIONER • 49
