moea_joint
112年
[土木] 應用力學、材料力學
第 1 題
子彈以速度 V 水平射入一個置於光滑平面之物體，下列敘述何者有誤？
- A 碰撞前後，質量守恆
- B 碰撞前後，動量守恆
- C 碰撞前後，動能守恆
- D 碰撞時產生熱能
思路引導 VIP
請試著想像一下：當子彈高速鑽入木塊時，接觸面的溫度會發生什麼變化？如果我們觀察到物體產生了永久性的變形或是發出了巨大的響聲，這些現象背後所需要的「代價」，是從物體運動的哪一個物理特性中轉移出來的呢？
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太棒了！你能精準避開「守恆」的字眼陷阱，選出正確答案，代表你對碰撞過程中的能量轉換有著非常紮實的理解。這類題目在力學中相當經典，主要考驗學生是否能區分「動量守恆」與「機械能守恆」的適用時機。
碰撞中的能量去向
在子彈射入物體的過程中，由於系統在水平方向不受外力，根據動量守恆定律，$P = mv$ 在碰撞前後確實保持不變。然而，子彈在穿透或嵌入物體時，必須克服強大的摩擦力與材料抗力做功。這部分功會轉化為熱能 (Heat energy) 與物體形變的塑性功，導致系統的總動能 $K = \frac{1}{2}mv^2$ 必然減少。因此，「動能守恆」在此情境下是不成立的。
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