Co to jest zderzenie nieelastyczne w fizyce?

click fraud protection

Kiedy dochodzi do kolizji między wieloma obiektami a finałem energia kinetyczna różni się od początkowej energii kinetycznej, mówi się, że jest zderzenie nieelastyczne. W takich sytuacjach pierwotna energia kinetyczna jest czasem tracona w postaci ciepła lub dźwięku, z których oba są wynikiem wibracji atomów w punkcie zderzenia. Chociaż energia kinetyczna nie jest zachowana w tych zderzeniach, pęd jest nadal zachowany i dlatego równania dla pędu można wykorzystać do określenia ruchu różnych składników zderzenia.

Nieelastyczne i elastyczne zderzenia w prawdziwym życiu

Samochód uderza w drzewo. Samochód jadący z prędkością 80 mil na godzinę natychmiast przestaje się poruszać. Jednocześnie uderzenie powoduje hałas. Z punktu widzenia fizyki energia kinetyczna samochodu zmieniła się drastycznie; znaczna część energii została utracona w postaci dźwięku (hałas uderzeniowy) i ciepła (które szybko się rozprasza). Ten typ kolizji nazywany jest „nieelastycznym”.

Natomiast zderzenie, w którym energia kinetyczna jest zachowana podczas zderzenia, nazywa się an

instagram viewer
elastyczna Kolizja. Teoretycznie zderzenia sprężyste polegają na zderzeniu dwóch lub więcej obiektów bez utraty energii kinetycznej, a oba obiekty poruszają się tak jak przed zderzeniem. Ale tak naprawdę tak się nie dzieje: jakakolwiek kolizja w realnym świecie powoduje wydzielanie jakiejś formy dźwięku lub ciepła, co oznacza utratę przynajmniej części energii kinetycznej. Jednak w rzeczywistych sytuacjach niektóre przypadki, takie jak zderzenie dwóch bilardowych piłek, uważa się za w przybliżeniu elastyczne.

Idealnie nieelastyczne zderzenia

Podczas gdy zderzenie nieelastyczne występuje w dowolnym momencie utraty energii kinetycznej podczas zderzenia, istnieje maksymalna ilość energii kinetycznej, którą można utracić. W tego rodzaju kolizji, zwanej a idealnie nieelastyczne zderzenie, zderzające się obiekty ostatecznie „utknęły” razem.

Klasyczny przykład tego występuje podczas strzelania kulą w blok drewna. Efekt ten znany jest jako wahadło balistyczne. Kula trafia w drewno i zaczyna się poruszać, ale potem „zatrzymuje się” w drewnie. (Wstawiam „stop” w cudzysłów, ponieważ ponieważ kula jest teraz zawarta w bloku drewna i drewna Kula zaczęła się poruszać, kula wciąż się porusza, chociaż nie porusza się w stosunku do drewno. Ma statyczne położenie wewnątrz bloku drewna.) Energia kinetyczna jest tracona (głównie w wyniku tarcia pocisku ogrzewającego drewno, gdy wchodzi), a na końcu jest jeden obiekt zamiast dwóch.

W tym przypadku pęd jest nadal wykorzystywany do ustalenia, co się stało, ale po zderzeniu jest mniej obiektów niż przed kolizją... ponieważ wiele obiektów jest teraz połączonych. W przypadku dwóch obiektów jest to równanie, które można zastosować do idealnie nieelastycznej kolizji:

Równanie dla idealnie nieelastycznego zderzenia:

instagram story viewer