Čo je elastická kolízia?

TommL / Getty Images

An elastická kolízia je situácia, keď sa zrazí viacero objektov a celk Kinetická energia systému je zachovaný, na rozdiel od an nepružná kolízia , kde sa pri zrážke stráca kinetická energia. Všetky typy zrážok sa riadia zákonom zachovania spád .

V reálnom svete má väčšina zrážok za následok stratu kinetickej energie vo forme tepla a zvuku, takže fyzikálne kolízie, ktoré sú skutočne elastické, sú zriedkavé. Niektoré fyzikálne systémy však strácajú relatívne málo kinetickej energie, takže ich možno aproximovať, ako keby išlo o elastické zrážky. Jedným z najbežnejších príkladov je kolízia biliardových gúľ alebo gule na Newtonovej kolíske. V týchto prípadoch je strata energie taká minimálna, že sa dá dobre aproximovať za predpokladu, že sa pri zrážke zachová všetka kinetická energia.

Výpočet elastických kolízií

Elastickú zrážku možno vyhodnotiť, pretože zachováva dve kľúčové veličiny: hybnosť a kinetickú energiu. Nižšie uvedené rovnice platia pre prípad dvoch objektov, ktoré sa navzájom pohybujú a narážajú na pružnú zrážku.

m ₁= omša objektu 1
m _dva= Hmotnosť objektu 2
v _1i = Počiatočné rýchlosť objektu 1
v _2i = Počiatočná rýchlosť objektu 2
v _1f = Konečná rýchlosť objektu 1
v _2f = Konečná rýchlosť objektu 2
Poznámka: Tučné premenné vyššie označujú, že ide o rýchlosť vektory . Hybnosť je vektorová veličina, takže na smere záleží a musí sa analyzovať pomocou nástrojov vektorová matematika . Nedostatok tučného písma v rovniciach kinetickej energie nižšie je spôsobený tým, že ide o skalárnu veličinu, a preto záleží len na veľkosti rýchlosti.
Kinetická energia elastickej kolízie
K _i= Počiatočná kinetická energia systému
K _f= Konečná kinetická energia systému
K _i= 0,5 m ₁ v _1i^dva+ 0,5 m _dva v _2i^dva
K _f= 0,5 m ₁ v _1f^dva+ 0,5 m _dva v _2f^dva
K _i= K _f
0,5 m ₁ v _1i^dva+ 0,5 m _dva v _2i^dva= 0,5 m ₁ v _1f^dva+ 0,5 m _dva v _2f^dva
Hybnosť elastickej kolízie
P_i = Počiatočná hybnosť systému
P_f = Konečná hybnosť systému
P_i = m ₁* v _1i + m _dva* v _2i
P_f = m ₁* v _1f + m _dva* v _2f
P_i = P_f
m ₁* v _1i + m _dva* v _2i = m ₁* v _1f + m _dva* v _2f

Teraz ste schopní analyzovať systém rozdelením toho, čo viete, zapojením rôznych premenných (nezabudnite na smer vektorových veličín v rovnici hybnosti!) a potom riešením neznámych veličín alebo veličín.