
【電】 inelastoc collision
非彈性碰撞(Inelastic Collision)是指碰撞過程中系統動能不守恒的物理現象,碰撞後部分動能轉化為熱能、形變能或其他形式能量。該術語的英文對應詞為"Inelastic Collision"(/ˌɪnɪˈlæstɪk kəˈlɪʒən/,名詞),常見于經典力學領域。
從物理特性分析,非彈性碰撞具有三個核心特征:
$$ sum vec{p}{text{初}} = sum vec{p}{text{終}} $$
完全非彈性碰撞(Perfectly Inelastic Collision)是該類碰撞的特殊形式,表現為碰撞後兩物體以相同速度運動,此時動能損失達到最大值。典型實例包括:
工程領域常用該原理設計汽車保險杠和防撞結構,通過可控形變吸收碰撞能量(來源:清華大學《工程力學》線上課程。在分子動力學中,非彈性碰撞模型被用于研究氣體分子間能量傳遞機制(來源:Springer《Theoretical Physics》電子教材庫。
非彈性碰撞是物理學中描述物體相互作用的一種模型,其核心特征是碰撞後系統的總動能不守恒,但總動量仍然守恒。以下是詳細解釋:
動能變化
碰撞過程中,部分動能轉化為其他形式能量(如熱能、形變能、聲能等),導緻系統總動能減少。
動量守恒
碰撞前後的總動量保持不變,公式為:
$$m_1v_1 + m_2v_2 = m_1v_1' + m_2v_2'$$
其中$m$為質量,$v$為速度(碰撞前無撇,碰撞後帶撇)。
分類
動能損失計算:
碰撞後動能減少量$Delta K$為:
$$Delta K = left( frac{1}{2}m_1v_1 + frac{1}{2}m_2v_2 right) - left( frac{1}{2}m_1v_1' + frac{1}{2}m_2v_2' right)$$
恢複系數:
描述碰撞後速度恢複程度的參數($e$),非彈性碰撞中$0 leq e < 1$,完全非彈性碰撞時$e=0$。
特征 | 彈性碰撞 | 非彈性碰撞 |
---|---|---|
動能守恒 | 是 | 否 |
動量守恒 | 是 | 是 |
能量去向 | 無損失 | 轉化為熱、聲、形變等 |
典型例子 | 鋼球碰撞 | 橡皮泥碰撞、交通事故 |
通過以上分析,非彈性碰撞廣泛存在于現實場景中,其本質是能量形式轉換而非消失。
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