物理学における非弾性衝突とは何ですか?

ヒント: ほとんどの衝突は非弾性です

ピッツバーグ、ペンシルベニア州 - 2012 年 12 月 23 日: ピッツバーグ スティーラーズのアントニオ ブラウン #84 は、シンシナティ ベンガルズのレイ マアルガ #58 のダイビング タックルを逃れようとします。グレゴリー・シャマス/ゲッティイメージズ

複数のオブジェクトとファイナルが衝突した場合 運動エネルギー は初期運動エネルギーとは異なり、 非弾性衝突 .このような状況では、元の運動エネルギーが熱や音の形で失われることがあります。これらはどちらも、衝突点での原子の振動の結果です。これらの衝突では運動エネルギーは保存されませんが、 勢い はまだ保存されているため、運動量の方程式を使用して、衝突のさまざまなコンポーネントの運動を決定できます。

実生活における非弾性衝突と弾性衝突

車が木に激突。時速 80 マイルで走っていた車は、瞬時に動きを止めました。同時に、衝撃によりクラッシュ ノイズが発生します。物理学の観点から、車の運動エネルギーは劇的に変化しました。エネルギーの多くは、音 (クラッシュ ノイズ) と熱 (急速に消散) の形で失われました。このタイプの衝突は「非弾性」と呼ばれます。

対照的に、運動エネルギーが衝突全体で保存される衝突は、 弾性衝突 .理論的には、弾性衝突には 2 つ以上の物体が運動エネルギーを失うことなく衝突し、両方の物体が衝突前と同じように動き続けます。しかし、もちろん、これは実際には起こりません。現実の世界で衝突が発生すると、何らかの形で音や熱が放出されます。これは、少なくとも運動エネルギーの一部が失われることを意味します。ただし、実世界の目的では、2 つのビリヤード ボールの衝突など、一部のケースはほぼ弾性的であると見なされます。

完全非弾性衝突

非弾性衝突は、衝突中に運動エネルギーが失われるたびに発生しますが、失われる可能性のある運動エネルギーの最大量があります。この種の衝突では、 完全非弾性衝突 、衝突するオブジェクトは実際には「スタック」してしまいます。

これの典型的な例は、弾丸を木のブロックに撃ち込むときに発生します。この効果は、弾道振り子として知られています。弾丸は森に入り、森を動かし始めますが、森の中で「止まり」ます。 （「停止」を引用符で囲んだのは、弾丸が木のブロック内に含まれ、木が動き始めたため、弾丸は実際にはまだ動いていますが、木との関係では動いていません.それは木のブロックの中で静的な位置を持っています。) 運動エネルギーは失われ (主に弾丸が入ったときに木を加熱することによる摩擦によって)、最終的には 2 つではなく 1 つのオブジェクトになります。

この場合、何が起こったかを把握するためにまだ運動量が使用されますが、衝突後のオブジェクトは衝突前よりも少なくなっています...複数のオブジェクトがくっついているからです。 2 つのオブジェクトの場合、これは完全に非弾性の衝突に使用される方程式です。

完全非弾性衝突の方程式: