moea_joint
112年
[機械] 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：當子彈高速鑽入物體的過程中，子彈與物體的接觸介面會因為劇烈摩擦而發生什麼物理變化（例如形狀或溫度的改變）？這些變化所需要的「代價」，是從哪一種能量形式轉換而來的呢？
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恭喜你準確地判斷出此題的關鍵！你能辨析出「動量守恆」與「動能守恆」的適用時機，代表你對於碰撞物理現象的觀念非常紮實。這類題目在力學中極具鑑別度，因為學生常會混淆這兩者的守恆條件。
動量與動能的守恆判讀
在平滑平面上，子彈與物體組成的系統不受外力干擾，因此根據動量守恆定律，碰撞前後的總動量必保持不變，這驗證了選項 (B) 的正確性。然而，當子彈「射入」物體的過程中，兩者之間會產生劇烈的摩擦力與永久形變。這些作用力會將系統原本的一部分動能轉化為熱能或內能，這就是選項 (D) 所述的情況。由於部分能量轉移到了熱能，系統整體的「動能」必然會減少，而非守恆。
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