bonjours,
collision élastique entre particules identiques (problème unidirectionnel)
le support de vecteur v1 ne passe plus par le centre d'inertiede M2. Montere que les vitesses vecteir v'1 et v'2 des particules après le chocs sont orthogonales entre elles, M2 étant initialement au repos. Que se passe-t-il si le support de vecteur v1 passe par le centre de M2?
Conservation de la quantité de mouvement :
m.v1 = m.v'1.cos(alpha) + m.v'2.cos(beta)
0 = m.v'1.sin(alpha) - m.v'2.sin(beta)
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v'1.cos(alpha) + v'2.cos(beta) = v1
v'1.sin(alpha) - v'2.sin(beta) = 0
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Conservation de l'énergie cinétique du système (puisque choc élastique)
v1² = V'1² + v'2²
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v'1.sin(alpha) - v'2.sin(beta) = 0
v'1 = v'2.sin(beta)/sin(alpha)
v1² = (v'2.sin(beta)/sin(alpha))² + v'2²
V1² = V'2².(1 + sin²(beta)/sin²(alpha))
V1² = V'2².(sin²(alpha) + sin²(beta))/sin²(alpha) (1)
V'1.cos(alpha) + v'2.cos(beta) = v1
v'2.sin(beta).cos(alpha)/sin(alpha) + v'2.cos(beta) = v1
V'2(cos(beta).sin(alpha) + sin(beta).cos(alpha)) = V1.sin(alpha)
V'2.sin(alpha+beta) = V1.sin(alpha)
V1² = V'2².sin²(alpha+beta)/sin²(alpha) (2)
(1) et (2) ---> sin²(alpha) + sin²(beta) = sin²(alpha+beta)
sin²(alpha) = sin²(alpha+beta) - sin²(beta)
sin²(alpha) = (sin(alpha+beta) - sin(beta)).(sin(alpha+beta) + sin(beta))
sin²(alpha) = 2.cos((alpha+2beta)/2).sin(alpha/2) * 2.sin((alpha+2beta)/2).cos(alpha/2)
sin²(alpha) = 2.cos((alpha+2beta)/2).sin((alpha+2beta)/2) * 2.sin(alpha/2).cos(alpha/2)
sin²(alpha) = sin((alpha+2beta).sin(alpha)
Si sin(alpha) différent de 0 (ce qui est le cas puisque le support de vecteur v1 ne passe plus par le centre d'inertie de M2).
---> sin(alpha) = sin(alpha+2beta)
beta est aussi différent de 0 ou pi puisque le support de vecteur v1 ne passe plus par le centre d'inertie de M2, et donc :
alpha = Pi - (alpha + 2beta)
2(alpha + beta) = Pi
alpha + beta = Pi/2 ---> les directions de M1 et M2 après collison sont orthogonales.
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Sauf distraction.
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