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Urto tra due Masse

Inviato: 22 lug 2014, 11:51
da sall96
ciao a tutti! sono un nuovo iscritto di questo forum e mi servirebbe un aiuto per un problema.
Dimostrare che nell'urto elastico di una particella di massa con un'altra di massa , inizialmente ferma, il massimo angolo di cui puo' essere deviata dall'urto e' dato da . Preso dall"Hallyday (in parte), capitolo 6.
Ho provato a porre le varie condizioni sulla conservazione di energia e quantita' di moto ma non riesco a capire come usarle per trovare l'angolo di deviazione massimo.
Grazie! :)

Re: Urto tra due Masse

Inviato: 22 lug 2014, 14:48
da andrea96
io l'ho fatto... e quando si tratta di dimostrazioni, se lo dimostri non hai alcun dubbio della correttezza; quindi io non ho bisogno che mi si controlli la soluzione e se vuoi te la scrivo però secondo me è meglio che ti do un indizio e provi a farla da solo, poi se non ti viene la scrivo, poi se preferisci che te la scrivo subito perchè ti ci sei impazzito gia troppo dimmelo! ;)
comunque il suggerimento è che va bene considerare conservazioni di quantità di moto e energia come sempre negli urti elastici... però fai prima considerazioni meccaniche sull'urto: perchè c'è una deviazione?? è possibile questa nel caso di particelle puntiformi???
una volta risposto a queste due domande forse ti sarà più chiara la dinamica dell urto e a quel punto dovrai solo calcolarti l'angolo di deviazione in funzione di "qualcosa"...

Re: Urto tra due Masse

Inviato: 22 lug 2014, 15:00
da sall96
Grazie per i suggerimenti! Ora ci lavoro, se non ci arrivo ti chiederò gentilmente la soluzione :D

Re: Urto tra due Masse

Inviato: 22 lug 2014, 15:48
da andrea96
Visto che ho un po di tempo scrivo la mia dimostrazione così sall96 se vuole farlo da solo non la leggerà e se a qualcuno serve sta quà :lol: :lol: :lol:
Allora innanzi tutto è necessario ipotizzare che le particelle non siano puntiformi perchè se così fosse l'urto è possibile solo se la velocità di è diretta nella congiungente le due particelle e allora l'urto si svolgerà solo lungo quella retta così che non potrà esserci deviazione. Consideriamo allora che le particella abbiano dimensioni sferiche e che al momento dell'urto la velocità di formi un angolo con la congiungente le due particelle. Scomponiamo allora tale velocità sulla retta congiunte i centri delle particelle e in quella perpendicolare a questa, che quindi sarà tangente a entrambe le sfere nel punto di contatto. Avremo e dove con si è indicata la componente lungo la congiungente e con l'altra. Chiaramente mentre procede del tutto indisturbata e non cambia con l'urto, per si possono applicare le consuete relazioni che caratterizzano gli urti elastici, cioè, dette la velocità vettoriale di dopo l'urto e la velocità vettoriale di dopo l'urto che ovviamente è diretta lungo la congiungente ( quindi banalmente ):


ricavando nella seconda e sostituendolo nella prima, si ottiene, scartando la soluzione banale ,

il rapporto tra e ci da l'angolo la tangente dell'angolo (che chiamo ) tra la velocità dopo l'urto e la congiungente i centri della particelle, così che si avrà :

E utilizzando la formula goniometrica
si ottiente
il massimo valore di \theta si trova per l'angolo soluzione dell' equazione
Si trova
e sostituendo nella relazione per si trova
Poi utilizzando la bene nota ( o se non fosse nota, la facilmente ricavabile ) relazione

otteniamo come per magia