Quantité de mouvement

Chapitre 10 OSPH La quantité de mouvement et l’impulsion 50Par définition, une collision élastique est un choc dans lequel l'énergie cinétique totale desparticules se conserve également:1 2 1 2 1 2 1 22m1v 12m2v2 2m1 v12m2v2Soulignons que cette équation est une équation scalaire. Durant une collision élastique,l'énergie cinétique des particules est totalement ou partiellement emmagasinée sous formed'énergie potentielle, puis complètement restituée sous forme d'énergie cinétique. Les chocsentre billes d'acier sont pratiquement élastiques. Dans les systèmes atomiques et nucléaires,les collisions élastiques sont assez courantes. Si vous voulez savoir si la collision entre unesuper balle et le sol est élastique, vous n'avez qu'à la lâcher sans vitesse initiale. Si la collisionest élastique, la balle reviendra à sa hauteur initiale.Lors d'une collision inélastique, l'énergie cinétique totale des particules varie. Une partie del'énergie cinétique est emmagasinée sous forme d'énergie potentielle correspondant à unevariation de la structure ou de l'état interne et n'est pas restituée immédiatement. Une partie del'énergie cinétique peut servir à faire passer le système (par exemple, un atome) à un niveaud'énergie plus élevé, ou bien être convertie en énergie thermique de vibration des atomes etdes molécules ou en énergie lumineuse, sonore ou en une autre forme d'énergie (l'énergietotale, qui comprend toutes les formes d'énergie, est toujours conservée). Par exemple, lacollision entre deux boules de bois est accompagnée d'un bruit: une partie de l'énergiecinétique est transformée en énergie sonore, et la collision est donc inélastique.Lors d'une collision parfaitement inélastique, les deux corps mis en jeu s'accouplent ourestent liés.On rencontre également des chocs au cours desquels il y a augmentation de l'énergie cinétiquetotale. Cela peut se produire lorsqu'un ressort comprimé ou une charge explosive libère del'énergie emmagasinée.Méthode de résolution de problèmes1. Faire un schéma où figurent les directions de toutes les vitesses avant et aprèsl’événement. Utiliser v 1et v 2pour désigner les vitesses avant le choc, v1 et v2 pourcelles après le choc. Choisir les axes du système de coordonnées.2. Ecrire la loi de conservation pour chaque composante du vecteur quantité demouvement. Ecrire la loi de conservation de l’énergie cinétique si le choc estélastique.3. Le signe donné à chaque composante de la quantité de mouvement doit être en accordavec le sens des axes. Le signe de v1et v2sera donné par la résolution du problème.Exemples1. Une limousine Cadillac de masse 2000 kg roulant vers l'est à 10 m/s entre en collisionavec une Honda Prelude de masse 1000 kg roulant vers l'ouest à 26 m/s. La collisionest parfaitement inélastique. (a) Trouver la vitesse v commune des véhiculesimmédiatement après la collision. (b) Quelle est la fraction d'énergie cinétique perduependant la collision ?2. Une carabine Winchester Super X de masse 3,24 kg, initialement au repos, tire uneballe de 11,7 g dont la vitesse a un module de 800 m/s. (a) Quelle est la vitesse derecul de la carabine ? (b) Quel est le rapport des énergies cinétiques de la balle et de lacarabine ?3. Soit une rondelle de masse m l = 3 kg et de vitesse initiale v1 10 m et orientée à 20°ssud par rapport à l'est. Une deuxième rondelle de masse m 2 = 5 kg a une vitesse