LAB 02 · 力與運動
撞一下,會怎麼走?
改變質量與速度,看看碰撞後誰停下、誰反彈。
準備出發← 負方向 | 正方向 →
6.00 s
拖曳時間軸可回看任一時刻。軌道無摩擦、無邊界;畫面會隨小車位置縮放。
先猜猜看:A 撞上同樣重的 B,A 會停下來嗎?
速度-時間圖
━ A ━ B只畫到目前時刻;碰撞時速度跳變,水平線表示速度不變。
碰撞前後,什麼不變?
| 物理量 | 碰撞前 | 目前 |
|---|---|---|
| A 速度 m/s | ||
| B 速度 m/s | ||
| 總動量 kg·m/s | ||
| 總動能 J |
理想彈性碰撞:總動量、總動能都守恆。
原理與教學建議
先選「等重・撞靜止車」,再比較重撞輕與輕撞重。先預測碰撞後的方向,用慢速或時間軸驗證,最後比較總動量與總動能。
模擬為一維、無外力、完全彈性碰撞(恢復係數 e = 1)。碰撞時間由兩車間距與相對速度求得,接觸瞬間依守恆公式更新速度;不模擬變形、摩擦與聲音。若 A 無法追上 B,就不會碰撞。
v′A = [(mA − mB)vA + 2mBvB] / (mA + mB)
v′B = [2mAvA + (mB − mA)vB] / (mA + mB)
總動量 p = mAvA + mBvB;總動能 K = ½mAvA² + ½mBvB²。