Neelastická srážka

Nepružná kolize kolize, ve kterém kinetická energie z kolidujících těles je zcela nebo částečně převést na vnitřní energie alespoň jednoho z těles. Kinetická energie tedy není konzervována .

Detaily

Nezachování kinetické energie může být v případě nárazu makroskopických těles způsobeno deformací dvou těles, která se srazí: například deformace kuličky z plastelíny narážející na kuličku pétanque spotřebovává energii ve formě práce .

Při mikroskopických srážkách těla může být část kinetické energie přeměněna na vibrační energii atomů, která vytváří účinek tepla. Srážky mezi molekulami z plynu nebo kapaliny může být také neelastická vzhledem k posunu energetické úrovni vibračních a rotačních.

Pokud nedojde k zachování kinetické energie, pak skutečně existuje, stejně jako u všech srážek, zachování normy kvadrivektorové energie hybnosti systému.

V jaderné fyzice je nepružná kolize kolize, při které částice zasáhne nebo transformuje jiný prvek (částice nebo jádro). Hluboce nepružný rozptyl je metoda používaná k prozkoumání struktury elementární částice podobným způsobem, že Ernest Rutherford používá prozkoumat vnitřek atomu. Takové experimenty byly prováděny na protonech v 60. letech za použití vysokoenergetického elektronového paprsku na Stanford Linear Accelerator (SLAC). Hluboce nepružné experimenty s rozptylem elektronů na protonovém cíli odhalily, že náboje v protonech jsou lokalizovány v dílčích částicích, což připomíná Rutherfordův rozptyl, který ukázal, že náboje v atomu byly koncentrovány v jádru.

Kategorie nepružných šoků

Existuje několik typů nepružných kolizí:

nepružné šoky bez odskoku:
- tvrdé šoky,
- měkké šoky,
nepružné šoky s odskokem.

Na rozdíl od všeobecného přesvědčení, nepružný šok nemusí být nutně měkkým šokem.

Vzorce

Součet kinetických energií po srážce (označený 'níže) se nerovná součtu energií před srážkou mezi tělesem a a tělesem b.
Ec a + Ec b ≠ Ec ' a + Ec' b
Hybnost před srážkou se rovná hybnosti po srážce
p a + p b = p ' a + p' b

Matematické vzorce

Vzorce pro výsledné rychlosti v jedné dimenzi jsou:

$v_a = \ frac {C_R m_b (u_b - u_a) + m_a u_a + m_b u_b} {m_a + m_b}$
$v_b = \ frac {C_R m_a (u_a - u_b) + m_a u_a + m_b u_b} {m_a + m_b}$

kde v a je rychlost prvního objektu po nárazu v b je rychlost druhého objektu po nárazu u a je rychlost prvního objektu před nárazem u b je rychlost druhého objektu před nárazem m a je hmotnost prvního objektu m b je hmotnost druhého objektu C R je restituční koeficient : 1 odpovídá pružné kolizi , 0 dokonale nepružné kolizi .

Chcete-li použít tento vzorec v dimenzi 2 (resp. 3), uvažovanými rychlostmi jsou komponenty promítnuté na přímku kolmou k tečné přímce (resp. K tečné rovině) v bodě dotyku.

Podívejte se také

Související články

externí odkazy

Šikmá nepružná srážka mezi dvěma homogenními koulemi, viz (v) Praxe kulečníku, která obecně nastavuje vektorové rovnice střetu mezi libovolnými dvěma rychlostmi těla.

Bibliografie

Philip José Pérez, mechanika , 7 th ed., Dunod, Paříž, 2014, kapitola 14 a 21.