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现学现卖,低速落体撞出高速水花的物理学
送交者: 括号 2012年03月05日15:23:12 于 [灵机一动] 发送悄悄话
刚学了动量守恒碰撞,用来试着说明一下服虎大师的"低速度的S块撞出高速度的水花的物理学"。

我只企图说明的是低速物体可以向前撞出高速物体,而并不演义到具体的S装水并使水向后反向抛涉。所以,我采用一维弹性碰撞简化模型。大物体M以速度V与静止的小物体m发生弹性碰撞。

由动量和能量守恒,有方程:

MV = Mv + mu
Mv^2 = Mv^2 + mu^2

解方程得静止小物体m被大物体M撞后向前的速度u为

u = 2V/(1 + m/M) > V

而且,m相对M越小,m被M撞后的速度u越大(最大可以为原来M速度V的2倍)。

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