Kas yra elastingas susidūrimas?

TommL / Getty Images

An elastinis susidūrimas yra situacija, kai susiduria keli objektai ir iš viso kinetinė energija sistemos dalis yra išsaugota, priešingai nei an neelastingas susidūrimas , kur susidūrimo metu prarandama kinetinė energija. Visų tipų susidūrimai paklūsta išsaugojimo įstatymui pagreitį .

Realiame pasaulyje daugumos susidūrimų metu prarandama kinetinė energija šilumos ir garso pavidalu, todėl retai pasitaiko fizinių susidūrimų, kurie būtų tikrai elastingi. Tačiau kai kurios fizinės sistemos praranda palyginti mažai kinetinės energijos, todėl jas galima aproksimuoti taip, lyg tai būtų elastingi susidūrimai. Vienas iš dažniausiai pasitaikančių pavyzdžių yra biliardo kamuoliukų susidūrimas arba rutuliai ant Niutono lopšio. Tokiais atvejais prarandama energija yra tokia minimali, kad jas galima gerai apytiksliai apskaičiuoti darant prielaidą, kad susidūrimo metu išsaugoma visa kinetinė energija.

Elastinių susidūrimų skaičiavimas

Tamprus susidūrimas gali būti įvertintas, nes jis išsaugo du pagrindinius dydžius: impulsą ir kinetinę energiją. Žemiau pateiktos lygtys taikomos dviem objektams, kurie juda vienas kito atžvilgiu ir susiduria dėl elastingo susidūrimo.

m ₁= Mišios 1 objekto
m _du= 2 objekto masė
in _1i = Pradinis greitis 1 objekto
in _2i = 2 objekto pradinis greitis
in _1f = Galutinis 1 objekto greitis
in _2f = Galutinis 2 objekto greitis
Pastaba: aukščiau paryškinti kintamieji rodo, kad tai yra greitis vektoriai . Impulsas yra vektorinis dydis, todėl kryptis yra svarbi ir turi būti analizuojama naudojant įrankius vektorinė matematika . Toliau pateiktose kinetinės energijos lygtyse nėra paryškinto šrifto, nes tai yra skaliarinis dydis, todėl svarbus tik greičio dydis.
Elastingo susidūrimo kinetinė energija
K _i= Pradinė sistemos kinetinė energija
K _f= Galutinė sistemos kinetinė energija
K _i= 0,5 m ₁ in _1i^du+ 0,5 m _du in _2i^du
K _f= 0,5 m ₁ in _1f^du+ 0,5 m _du in _2f^du
K _i= K _f
0.5 m ₁ in _1i^du+ 0,5 m _du in _2i^du= 0,5 m ₁ in _1f^du+ 0,5 m _du in _2f^du
Elastingo susidūrimo pagreitis
P_i = Pradinis sistemos impulsas
P_f = Galutinis sistemos impulsas
P_i = m ₁* in _1i + m _du* in _2i
P_f = m ₁* in _1f + m _du* in _2f
P_i = P_f
m ₁* in _1i + m _du* in _2i = m ₁* in _1f + m _du* in _2f

Dabar galite analizuoti sistemą suskaidydami tai, ką žinote, sujungdami įvairius kintamuosius (nepamirškite vektorinių dydžių krypties impulso lygtyje!) ir tada spręsdami dėl nežinomų dydžių ar dydžių.