衝突は、2 つのオブジェクトが非常に短時間衝突することとして定義されます。言い換えれば、衝突とは、2 つの質量間の相互接触であり、比較的短時間で発生し、衝突する質量の運動量とエネルギーに変化をもたらします。キャロムのプレイ中にコインが衝突すると、ストライカーがコインに与える影響に気付いたかもしれません。
衝突の種類:
2 つの質量間のほとんどの衝突では、運動量保存の法則が成り立ちますが、まれに運動エネルギーが保存されない衝突があります。エネルギー保存の性質に応じて、2 種類の衝突があります:
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弾性衝突:
全運動量、全エネルギー、全運動エネルギーはすべて弾性衝突で保存されます。ただし、短い相互作用に関与する力は自然界に保存されるため、機械エネルギー全体が他のエネルギー タイプに変換されることはありません。
弾性衝突の運動量保存則に従う方程式は次のようになります:
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非弾性衝突:
非弾性衝突のオブジェクトはくっつくか、同じ方向に移動します。このタイプの衝突では、運動エネルギー全体が保存されるわけではありませんが、運動量とエネルギーの合計は保存されます。このタイプの衝突中に、エネルギーは熱や光などのさまざまなエネルギー タイプに変換されます。
このタイプの衝突では、オブジェクトがくっついて一方向に移動するため、運動量と運動エネルギーの式は次のようになります:
反発係数:
反発係数は、衝突前後の衝突質量の相対速度の比率です。 「e」で表される反発係数は、衝突する質量の材質によって決まります。弾性衝突の場合は e =1、非弾性衝突の場合は e =0 です。他のすべての強制的な遭遇では、e の値は 0 から 1 の間にあります。
重心:
物体の全質量または粒子系のすべての質量が集中しているように見える点は、物体または粒子系の質量の中心として定義されます。質量の中心 (バランス ポイントとも呼ばれます) は、空間内の質量分布の中心にある位置であり、分散された質量の重み付けされた相対位置の合計がゼロになります。重心は、簡単に言えばアイテムに関連する場所です。
これは、空間内の質量分布の平均位置、またはシステムのすべての部分の平均位置です。通常、角加速度ではなく直線加速度を生成するために力が加えられるポイントです。
剛体:
実際には、変形可能、変形不可能、または剛体の拡張ボディを扱います。粒子間に無限に小さなスペースがある無限に多数の粒子からなるシステムは、拡張体としても知られています。ボディのパーティクル間の距離とそれらの相対位置の差は、変形するにつれて変化します。剛体は、すべての構成粒子の分離と相対位置がすべての条件下で一定である長いエンティティです。
これは、質量で重み付けされた、システムのすべてのコンポーネントの平均位置です。重心は、密度が均一な単純な剛体オブジェクトの重心の位置です。
質量点:
ポイント マスは、ソリッド ボディの単純化されたバージョンです。質量はありますが、その寸法は非常に小さいと考えられているため、点の位置を使用してその位置を適切に決定できます。空間的な広がりを持つ物体は、それぞれが点質量と見なすことができる、非常に小さな質量要素の集まりと考えることができます。
結論:
衝突とは、2 つの物体が非常に短時間衝突する現象です。衝突には、弾性と非弾性の 2 種類があります。弾性衝突では総運動量とエネルギーが保存されますが、非弾性衝突では運動エネルギー全体は保存されませんが、総運動量は保存されます。ポイント マスが剛体と衝突すると、剛体に加速度が発生する傾向があります。
