⚛ Laboratorio FisicaQuantità di moto e urti · v0.13.1 beta

DINAMICA · CONSERVAZIONE DELLA QUANTITÀ DI MOTO

Quantità di moto e urti

Simula la collisione di due corpi in una dimensione. Studia la conservazione della quantità di moto, lo scambio di impulso, il coefficiente di restituzione e la perdita di energia cinetica negli urti anelastici.

Versione 0.13 beta

Parametri fisici

kg
kg
m
m
m
m
m/s
m/s
adimensionale
s

Convenzione: l’asse x è positivo verso destra. Le posizioni x₁ e x₂ rappresentano i centri delle sfere: la distanza iniziale deve essere almeno r₁ + r₂. Le superfici si toccano quando x₂ − x₁ = r₁ + r₂; non possono sovrapporsi. Il coefficiente e varia da 0 (completamente anelastico) a 1 (elastico).

Simulazione dei due corpi

Scala geometrica reale 1:1: raggi delle sfere e distanze fra i loro centri usano la stessa scala. La vista adatta l’ingrandimento all’intero moto, senza simulare sfere che si compenetrano.

Corpo ACorpo BIstante d'urto

Bilancio prima e dopo l'urto

Quantità di moto iniziale—
Quantità di moto finale—
Energia iniziale—
Energia finale—

Posizione A—
Posizione B—
Distanza fra le superfici—
Velocità A—
Velocità B—
Quantità di moto totale—
Energia cinetica totale—
Energia dissipata—
Impulso ricevuto da A—
Impulso ricevuto da B—
Residuo quantità di moto—
Residuo bilancio energetico—
Istante della collisione—

L'urto è istantaneo: durante il contatto l'impulso modifica bruscamente le velocità. Non si attribuisce al contatto una forza finita costante o un'accelerazione ordinaria definita. Se e = 0 le due sfere proseguono con la medesima velocità restando tangenti.

Grafici sincronizzati

I salti verticali di velocità, quantità di moto individuale, energia e impulso rappresentano il contatto impulsivo, non variazioni continue nel tempo. Clicca sui grafici per selezionare l'istante.

Istante selezionato: 0,00 s

Posizione dei due corpi x(t)

Velocità dei due corpi v(t)

Quantità di moto p(t), compresa la somma

Energia cinetica prima e dopo l’urto

Impulsi cumulativi sui due corpi

Tabella dei valori

t (s)Fasex A (m)x B (m)Distanza superfici (m)v A (m/s)v B (m/s)p A (kg·m/s)p B (kg·m/s)p totale (kg·m/s)K totale (J)J A (N·s)J B (N·s)Q (J)

CSV in unità SI, separatore ; e virgola decimale. Include lo stato prima e dopo l'urto allo stesso istante.

Ipotesi del modello

Due sfere rigide di raggio regolabile si muovono su un’unica retta inerziale, senza forze esterne, attrito o gravità lungo la direzione del moto. Le coordinate rappresentano i centri e il contatto avviene quando la loro distanza è pari alla somma dei raggi.

La quantità di moto del sistema isolato si conserva. L'urto è istantaneo, con coefficiente di restituzione costante 0 ≤ e ≤ 1; sono esclusi deformazioni dettagliate e urti ripetuti con pareti. Per e = 0 le sfere restano a contatto, senza compenetrarsi, e avanzano insieme. Le masse e i raggi sono indipendenti (densità non imposta).

L'energia cinetica si conserva soltanto per e = 1. Negli altri casi la differenza positiva viene contabilizzata come energia trasferita a forme non meccaniche (deformazione, calore, suono), non come energia totale scomparsa.

Se A non raggiunge B nell'intervallo impostato, il programma indica «nessun urto previsto» e non applica artificialmente le formule dell'urto.

CONSERVAZIONE E IMPULSO

Svolgimento guidato dei calcoli

Formule generali, sostituzioni numeriche e controlli dimensionali.

Ogni formula è mostrata su una riga propria, allineata a sinistra, con fallback MathML in assenza di MathJax. Gli arrotondamenti sono soltanto di visualizzazione.

by Andrea Minini