Kas ir neelastīga sadursme fizikā?
Padoms: lielākā daļa sadursmju ir neelastīgas
PITTSBURGA, PA — 2012. gada 23. decembris: Antonio Brauns, #84 no Pittsburgh Steelers, mēģina izvairīties no Rey Maualuga #58 no Cincinnati Bengals niršanas. Gregorijs Šamuss/Getty Images
Kad notiek sadursme starp vairākiem objektiem un gala kinētiskā enerģija atšķiras no sākotnējās kinētiskās enerģijas, tā tiek uzskatīta par an neelastīga sadursme . Šajās situācijās sākotnējā kinētiskā enerģija dažreiz tiek zaudēta siltuma vai skaņas veidā, kas abi ir atomu vibrācijas rezultāts sadursmes punktā. Lai gan šajās sadursmēs kinētiskā enerģija netiek saglabāta, impulss joprojām ir saglabājies, un tāpēc impulsa vienādojumus var izmantot, lai noteiktu dažādu sadursmes komponentu kustību.
Neelastīgas un elastīgas sadursmes reālajā dzīvē
Mašīna ietriecas kokā. Automašīna, kas brauca ar ātrumu 80 jūdzes stundā, acumirklī pārstāj kustēties. Tajā pašā laikā trieciens rada avārijas troksni. No fizikas viedokļa automašīnas kinētiskā enerģija krasi mainījās; liela daļa enerģijas tika zaudēta skaņas (triecoša trokšņa) un siltuma (kas ātri izkliedējas) veidā. Šāda veida sadursmes sauc par 'neelastīgu'.
Turpretim sadursmi, kurā kinētiskā enerģija tiek saglabāta visā sadursmes laikā, sauc par an elastīga sadursme . Teorētiski elastīgās sadursmes ietver divu vai vairāku objektu sadursmi, nezaudējot kinētisko enerģiju, un abi objekti turpina kustēties tāpat kā pirms sadursmes. Bet, protams, tas īsti nenotiek: jebkura sadursme reālajā pasaulē izraisa kāda veida skaņas vai siltuma izdalīšanu, kas nozīmē, ka tiek zaudēta vismaz daļa kinētiskās enerģijas. Tomēr reālajā pasaulē daži gadījumi, piemēram, divu biljarda bumbiņu sadursme, tiek uzskatīti par aptuveni elastīgiem.
Perfekti neelastīgas sadursmes
Lai gan neelastīga sadursme notiek jebkurā laikā, kad sadursmes laikā tiek zaudēta kinētiskā enerģija, ir maksimālais kinētiskās enerģijas daudzums, ko var zaudēt. Šāda veida sadursmē, ko sauc par a ideāli neelastīga sadursme , sadursmes objekti faktiski “sastrēgst” kopā.
Klasisks piemērs tam notiek, iešaujot lodi koka bluķī. Efekts ir pazīstams kā ballistiskais svārsts. Lode nonāk kokā un sāk koksnes kustību, bet pēc tam “apstājas” kokā. (Es ievietoju “stop” pēdiņās, jo, tā kā lode tagad atrodas koka blokā un koksne ir sākusi kustēties, arī lode joprojām kustas, lai gan tā nekustas attiecībā pret koku. Tam ir statiska pozīcija koka bloka iekšpusē.) Kinētiskā enerģija tiek zaudēta (galvenokārt lodes berzes dēļ, kas silda koksni, kad tā nonāk), un beigās ir viens objekts, nevis divi.
Šajā gadījumā impulss joprojām tiek izmantots, lai noskaidrotu, kas ir noticis, bet pēc sadursmes ir mazāk objektu nekā pirms sadursmes ... jo vairāki objekti tagad ir salipuši kopā. Diviem objektiem šis ir vienādojums, kas tiktu izmantots pilnīgi neelastīgai sadursmei:
Perfekti neelastīgas sadursmes vienādojums: