Vad är elastisk kollision?

En elastisk kollision är en situation där flera objekt kolliderar och systemets totala kinetiska energi bevaras, i motsats till en oelastisk kollision, där kinetisk energi går förlorad under kollisionen. Alla typer av kollisioner följer lagen om bevarande av fart.

I den verkliga världen leder de flesta kollisioner till förlust av kinetisk energi i form av värme och ljud, så det är sällsynt att få fysiska kollisioner som verkligen är elastiska. Vissa fysiska system förlorar emellertid relativt lite kinetisk energi så att de kan ungefärliga som om de var elastiska kollisioner. Ett av de vanligaste exemplen på detta är biljardbollar som kolliderar eller bollarna på Newtons vagga. I dessa fall är den förlorade energin så minimal att de kan anpassas väl genom att anta att all kinetisk energi bevaras under kollisionen.

Beräkning av elastiska kollisioner

En elastisk kollision kan utvärderas eftersom den sparar två viktiga mängder: momentum och kinetisk energi. Följande ekvationer gäller för två föremål som rör sig med varandra och kolliderar genom en elastisk kollision.

m₁ = Mass av objekt 1
m₂ = Mass av objekt 2
v_1i = Första hastigheten för objekt 1
v_2i = Första hastigheten för objekt 2
v_1f = Sluthastighet för objekt 1
v_2f = Objekt 2s sluthastighet
Obs: De fetstilvariablerna ovan indikerar att det är hastighetsvektorerna. Momentum är en vektorkvantitet, så riktningen är viktig och måste analyseras med hjälp av verktygen i vektormatematik. Bristen på djärv yta i de kinetiska energikvationerna nedan beror på att det är en skalmängd och därför är bara hastigheten stor.
Kinetic Energy of an Elastic Collision
K_jag = Systemets initiala kinetiska energi
K_f = Systemets slutliga kinetiska energi
K_jag = 0,5m₁v_1i² + 0,5m₂v_2i²
K_f = 0,5m₁v_1f² + 0,5m₂v_2f²
K_jag = K_f
0,5m₁v_1i² + 0,5m₂v_2i² = 0,5m₁v_1f² + 0,5m₂v_2f²
Momentum of an Elastic Collision
P_jag = Systemets första momentum
P_f = Systemets sista momentum
P_jag = m₁ * v_1i + m₂ * v_2i
P_f = m₁ * v_1f + m₂ * v_2f
P_jag = P_f
m₁ * v_1i + m₂ * v_2i = m₁ * v_1f + m₂ * v_2f

Du kan nu analysera systemet genom att bryta ner vad du vet, ansluta till de olika variablerna (glöm inte riktningen för vektorkvantiteterna i momentumekvationen!) Och sedan lösa efter okända kvantiteter eller kvantiteter.