
【电】 inelastoc collision
非弹性碰撞(Inelastic Collision)是指碰撞过程中系统动能不守恒的物理现象,碰撞后部分动能转化为热能、形变能或其他形式能量。该术语的英文对应词为"Inelastic Collision"(/ˌɪnɪˈlæstɪk kəˈlɪʒən/,名词),常见于经典力学领域。
从物理特性分析,非弹性碰撞具有三个核心特征:
$$ sum vec{p}{text{初}} = sum vec{p}{text{终}} $$
完全非弹性碰撞(Perfectly Inelastic Collision)是该类碰撞的特殊形式,表现为碰撞后两物体以相同速度运动,此时动能损失达到最大值。典型实例包括:
工程领域常用该原理设计汽车保险杠和防撞结构,通过可控形变吸收碰撞能量(来源:清华大学《工程力学》在线课程。在分子动力学中,非弹性碰撞模型被用于研究气体分子间能量传递机制(来源:Springer《Theoretical Physics》电子教材库。
非弹性碰撞是物理学中描述物体相互作用的一种模型,其核心特征是碰撞后系统的总动能不守恒,但总动量仍然守恒。以下是详细解释:
动能变化
碰撞过程中,部分动能转化为其他形式能量(如热能、形变能、声能等),导致系统总动能减少。
动量守恒
碰撞前后的总动量保持不变,公式为:
$$m_1v_1 + m_2v_2 = m_1v_1' + m_2v_2'$$
其中$m$为质量,$v$为速度(碰撞前无撇,碰撞后带撇)。
分类
动能损失计算:
碰撞后动能减少量$Delta K$为:
$$Delta K = left( frac{1}{2}m_1v_1 + frac{1}{2}m_2v_2 right) - left( frac{1}{2}m_1v_1' + frac{1}{2}m_2v_2' right)$$
恢复系数:
描述碰撞后速度恢复程度的参数($e$),非弹性碰撞中$0 leq e < 1$,完全非弹性碰撞时$e=0$。
特征 | 弹性碰撞 | 非弹性碰撞 |
---|---|---|
动能守恒 | 是 | 否 |
动量守恒 | 是 | 是 |
能量去向 | 无损失 | 转化为热、声、形变等 |
典型例子 | 钢球碰撞 | 橡皮泥碰撞、交通事故 |
通过以上分析,非弹性碰撞广泛存在于现实场景中,其本质是能量形式转换而非消失。
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