Hva er en uelastisk kollisjon i fysikk?

Når det er en kollisjon mellom flere objekter og finalen kinetisk energi er forskjellig fra den opprinnelige kinetiske energien, sies det å være en uelastisk kollisjon. I disse situasjonene går den opprinnelige kinetiske energien noen ganger tapt i form av varme eller lyd, som begge er resultatene av vibrasjonen av atomer ved kollisjonspunktet. Skjønt det er ikke bevart kinetisk energi i disse kollisjonene, momentum er fortsatt bevart, og derfor kan likningene for momentum brukes til å bestemme bevegelsen til de forskjellige komponentene i kollisjonen.

Uelastiske og elastiske kollisjoner i det virkelige liv

En bil krasjer i et tre. Bilen, som gikk 80 miles per time, stopper øyeblikkelig å bevege seg. På samme tid resulterer virkningen i en krasjstøy. Fra et fysisk perspektiv endret bilens kinetiske energi drastisk; mye av energien gikk tapt i form av lyd (krasjstøyen) og varme (som forsvinner raskt). Denne typen kollisjon kalles "inelastisk."

I kontrast kalles en kollisjon der kinetisk energi blir bevart gjennom kollisjonen

instagram viewer
elastisk kollisjon. I teorien involverer elastiske kollisjoner to eller flere objekter som kolliderer uten tap av kinetisk energi, og begge objektene fortsetter å bevege seg som de gjorde før kollisjonen. Men selvfølgelig skjer dette ikke egentlig: noen kollisjon i den virkelige verden resulterer i at en form for lyd eller varme gis av, noe som betyr at i det minste noe kinetisk energi går tapt. For virkelige formål anses imidlertid noen tilfeller, for eksempel to biljardkuler som kolliderer, å være tilnærmet elastiske.

Perfekt uelastiske kollisjoner

Mens en uelastisk kollisjon oppstår når som helst som kinetisk energi går tapt under kollisjonen, er det en maksimal mengde kinetisk energi som kan gå tapt. I denne typen kollisjon, kalt a perfekt uelastisk kollisjon, ender de sammenstøtende gjenstandene "fast" sammen.

Et klassisk eksempel på dette skjer når du skyter en kule i en treblokk. Effekten er kjent som en ballistisk pendel. Kulen går inn i treverket og begynner treverket å bevege seg, men "stopper" deretter inne i treverket. (Jeg satte "stopp" i sitater fordi siden kulen nå er inne i treblokken og veden har begynt å bevege seg, faktisk beveger kulen seg også, selv om den ikke beveger seg i forhold til tre. Den har en statisk stilling i treblokken.) Kinetisk energi går tapt (hovedsakelig gjennom friksjonen til kulen som varmer opp veden når den kommer inn), og på slutten er det ett objekt i stedet for to.

I dette tilfellet brukes fremdeles fart for å finne ut hva som har skjedd, men det er færre gjenstander etter kollisjonen enn det var før kollisjonen... fordi flere objekter nå sitter fast sammen. For to objekter er dette ligningen som vil bli brukt for en perfekt uelastisk kollisjon:

Ligning for en perfekt uelastisk kollisjon: