物理学では、衝突とは、短時間で互いに力を及ぼす 2 つの物体間の直接接触です。例としては、2 つのビリヤード ボール、ゴルフ クラブとボール、ハンマーとくぎの頭、ペアになっている 2 つの電車の車両、落下物と床などがあります。衝突の結果、運動量または運動エネルギーが 1 つの物体から別の物体に移動します。衝突は、弾性衝突と非弾性衝突の 2 種類に分けることができます。 2 次元と 1 次元で弾性衝突が発生する可能性があります。
弾性衝突の定義
物理学における弾性衝突は、総運動エネルギーが変化しない 2 つの質量の相互作用です。理想的な弾性衝突では、熱、ノイズ、または位置エネルギーなどの他の形態への運動エネルギーの正味の変換はありません。たとえば、理想気体の分子は弾性的に衝突します。気体は、弾性球体である多数の分子で構成されています。これらの分子がランダムまたはブラウン運動をしている場合、ニュートンの運動方程式に従って、ゼロから無限大までさまざまな速度でさまざまな方向に移動します。
1 次元の弾性衝突
2 つのオブジェクトの衝突にはさまざまな種類があります。 1 次元での弾性衝突は、研究するのが最も簡単な衝突であり、衝突に関する多くの基本的な概念を示しています。
弾性衝突では、システムは運動エネルギーの正味の損失を受けず、運動量と運動エネルギーの両方が変化しません。運動量保存の概念は、システムの正味の外力がゼロの場合にいつでも適用できるため、便利です。
2 つの質量の 1 次元衝突では、各質量の初期速度と最終速度が 1 つの線上にあります。そして、運動のすべての変数は 1 つの次元に含まれています。
システム内のアイテムの総運動エネルギーは、内部運動エネルギーです。原子核と衝突する電子などの素粒子のみが、弾性衝突に依存できます。巨視的な衝突は、実質的に弾力性がありますが、完全ではありません。運動エネルギーの一部は常に、熱や音などの他の種類のエネルギーに変換されます。氷の 2 つのスチール ブロック間の衝突は、実質的に弾性の巨視的な衝突の例です。エア トラック上のスプリング バンパーを備えた 2 台のカート間で、別の実質的に弾性的な衝突が発生します。氷の表面と空気の軌跡は実質的に摩擦がなく、ほぼ弾性的な衝撃が可能です。
完全に弾性的な衝突は、巨視的な物質の場合、完全には達成されない理想です。これらは、陽子、電子、中性子などの微細な粒子でのみ実現できます。したがって、エネルギーを計算するときは、接触前後の回転エネルギーを考慮してください。
二次元での弾性衝突
2 次元の衝突または 2 次元の弾性衝突は、1 次元の衝突と同じ法則に従います。各方向の総運動量と総運動エネルギーは、衝突の前後で常に同じです。
2 つのオブジェクトが 2 次元 (x と y など) で衝突すると、運動量は各方向に個別に保存されます (その方向に外部刺激がない限り)。言い換えると、x 方向の総運動量は衝突の前後で同じになります。
結論
衝突は、ある物体が別の物体と衝突するときに発生します。 2 つの物体が衝突すると、一方から他方へエネルギーが伝達されます。タスクを実行する能力はエネルギーと呼ばれます。物理学におけるその発生は、粒子、粒子のグループ、または固体エンティティが互いに移動し、相互作用して相互効果を発揮するのに十分に近づくときに見られます.さらに、このような衝撃で周囲の空気に一部のエネルギーが渡されることが多く、空気が加熱されて音を発します。光はまた、ある場所から別の場所にエネルギーを輸送します。衝突に関しては、1 次元の弾性衝突と 2 次元の弾性衝突の両方が非常に重要です。
