Τι είναι μια μη ελαστική σύγκρουση στη φυσική;

Όταν υπάρχει σύγκρουση μεταξύ πολλών αντικειμένων και του τελικού κινητική ενέργεια είναι διαφορετική από την αρχική κινητική ενέργεια, λέγεται ότι είναι ένα ανελαστική σύγκρουση. Σε αυτές τις περιπτώσεις, η αρχική κινητική ενέργεια χάνεται μερικές φορές με τη μορφή θερμότητας ή ήχου, και τα δύο είναι τα αποτελέσματα της δόνησης των ατόμων στο σημείο της σύγκρουσης. Αν και η κινητική ενέργεια δεν διατηρείται σε αυτές τις συγκρούσεις, ορμή εξακολουθεί να συντηρείται και επομένως οι εξισώσεις για την ορμή μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον προσδιορισμό της κίνησης των διαφόρων συνιστωσών της σύγκρουσης.

Ανελαστικές και ελαστικές συγκρούσεις στην πραγματική ζωή

Ένα αυτοκίνητο συντρίβει σε ένα δέντρο. Το αυτοκίνητο, που έφτασε στα 80 μίλια ανά ώρα, σταματάει στιγμιαία. Ταυτόχρονα, η σύγκρουση έχει ως αποτέλεσμα θόρυβο θραύσης. Από φυσικής πλευράς, η κινητική ενέργεια του αυτοκινήτου άλλαξε δραστικά. μεγάλο μέρος της ενέργειας χάθηκε με τη μορφή ήχου (θόρυβος συντριβής) και θερμότητας (που διαχέεται γρήγορα). Αυτός ο τύπος σύγκρουσης ονομάζεται "ανελαστικός".

instagram viewer

Αντίθετα, μια σύγκρουση στην οποία η κινητική ενέργεια διατηρείται σε όλη τη σύγκρουση ονομάζεται ελαστική σύγκρουση. Θεωρητικά, οι ελαστικές συγκρούσεις περιλαμβάνουν δύο ή περισσότερα αντικείμενα που συγκρούονται χωρίς απώλεια κινητικής ενέργειας και τα δύο αντικείμενα συνεχίζουν να κινούνται όπως πριν από τη σύγκρουση. Αλλά φυσικά, αυτό δεν συμβαίνει πραγματικά: κάθε σύγκρουση στον πραγματικό κόσμο οδηγεί σε κάποια μορφή ήχου ή θερμότητας που εκπέμπεται, πράγμα που σημαίνει ότι τουλάχιστον κάποια κινητική ενέργεια χάνεται. Για λόγους πραγματικού κόσμου, ωστόσο, μερικές περιπτώσεις, όπως δύο συγκλονιστικές μπάλες μπιλιάρδου, θεωρούνται ότι είναι περίπου ελαστικές.

Τέλειες μη ελαστικές συγκρούσεις

Ενώ μια ανελαστική σύγκρουση συμβαίνει κάθε φορά που η κινητική ενέργεια χάνεται κατά τη σύγκρουση, υπάρχει μια μέγιστη ποσότητα κινητικής ενέργειας που μπορεί να χαθεί. Σε μια τέτοια σύγκρουση, που ονομάζεται a απόλυτα ανελαστική σύγκρουση, τα συγκρουόμενα αντικείμενα τελικά καταλήγουν "κολλημένα" μαζί.

Ένα κλασικό παράδειγμα αυτού συμβαίνει όταν πυροβολείτε μια σφαίρα σε ένα μπλοκ ξύλου. Το αποτέλεσμα είναι γνωστό ως βαλλιστικό εκκρεμές. Η σφαίρα πηγαίνει στο ξύλο και ξεκινά το ξύλο να κινείται, αλλά στη συνέχεια "σταματάει" μέσα στο ξύλο. (Έβαλα "στάση" σε εισαγωγικά, επειδή, δεδομένου ότι η σφαίρα είναι τώρα περιέχεται μέσα στο μπλοκ του ξύλου, και το ξύλο έχει αρχίσει να κινείται, η σφαίρα είναι ακόμα ακόμα κινούμενη, αν και δεν κινείται σε σχέση με το ξύλο. Έχει μια στατική θέση μέσα στο μπλοκ του ξύλου.) Η κινητική ενέργεια χάνεται (κυρίως μέσω της τριβής της σφαίρας θέρμανσης του ξύλου καθώς εισέρχεται), και στο τέλος, υπάρχει ένα αντικείμενο αντί για δύο.

Σε αυτή την περίπτωση, η ορμή εξακολουθεί να χρησιμοποιείται για να καταλάβει τι έχει συμβεί, αλλά υπάρχουν λιγότερα αντικείμενα μετά τη σύγκρουση από ό, τι πριν από τη σύγκρουση... επειδή πολλά αντικείμενα είναι πλέον κολλημένα μαζί. Για δύο αντικείμενα, αυτή είναι η εξίσωση που θα χρησιμοποιηθεί για μια άκρως ανελαστική σύγκρουση:

Εξίσωση για μια τέλεια ελαστική σύγκρουση:

instagram story viewer