hce_kmu
113年
物理及化學
第 39 題
One particle of mass $M = 0.5 \times 10^{-9}\text{ kg}$ and velocity $V = 4 \times 10^5\text{ m/s}$ directly hits the other particle of mass $m = 0.1 \times 10^{-9}\text{ kg}$ and velocity $v = 0\text{ m/s}$. Find the maximum energy transfer from one particle to the other?
- A 15 J
- B 22 J
- C 29 J
- D 36 J
- E 43 J
思路引導 VIP
想像一下，當一顆高速移動的球撞擊另一顆靜止的球時，在哪種碰撞情況（例如：兩球黏在一起移動，或是兩球彈開）下，原本靜止的那顆球可以獲得最快的速度？如果我們希望能量損失最少且傳遞最多，系統的動能與動量應該遵循什麼樣的守恆律呢？
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同學做得太棒了！你能精確算出這個數值，代表你對碰撞物理與科學記號的運算掌握得非常紮實。
完全彈性碰撞的能量傳遞
在物理學中，若要將一個運動粒子的能量「最大化」地轉移給另一個靜止粒子，該過程必須發生完全彈性碰撞 (Perfectly Elastic Collision)，因為此時系統沒有任何動能轉化為熱能或內能。根據動量守恆與能量守恆，被撞擊粒子 $m$ 在正碰後的末速度 $v'$ 公式為：
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