Einfaches Bezugsrahmenproblem (Impulserhaltung?)

Ich habe Probleme, mich um ein bestimmtes Konzept zu kümmern. Angenommen, wir haben eine Maschine, die Geschwindigkeitsbälle abfeuert u mit einer gewissen Massenrate σ (von Einheiten k G S ) direkt an einem Auto der Masse M . Das Auto ruht zunächst auf einer reibungsfreien Ebene, aber wie Sie sehen können, wird es sich schließlich bewegen.

Ich möchte einfach wissen wie σ bezieht sich auf die Massenrate des getroffenen Autos. Ich weiß, dass die Geschwindigkeit des Balls in dieser Referenz zum Beispiel ist u v C A R , So σ ' , die Massenrate, die auf das Auto trifft, wird mit der gegebenen Massenrate in Beziehung gesetzt

σ ' = σ ( u v C A R ) u .

Ich verstehe nicht, warum das stimmt . Ich habe das Gefühl, dass dies vielleicht von der Impulserhaltung einer kleinen Masse von Kugeln herrührt, von der ich mir sicher bin 2 ( u v ) D M weil ich einen elastischen Stoß angenommen habe. Wie komme ich zu diesem Schluss?

Antworten (1)

Abbildung der Kugeln auf einer Schnur. Sie starten N Bälle pro Sekunde mit einer Geschwindigkeit u . Das heißt, der Abstand zwischen den Kugeln ist u / N . Und N Bälle pro Sekunde passieren einen bestimmten Punkt im Raum.

Nun, wenn sich das Auto mit einer Geschwindigkeit bewegt v (gleiche Richtung wie u ), können weniger Bälle pro Sekunde darauf treffen - weil nachfolgende Bälle auf der Saite einen weiteren Weg zurücklegen müssen. In der Tat ist die Geschwindigkeit, mit der sich die Kugeln dem Auto nähern u v , und da ihre Entfernung noch ist u / N , die Rate, mit der sie ankommen, ist u v u N . Was zu deinem Ergebnis führt.