弹性/非弹性碰撞 - Collision Simulator

交互式碰撞模拟,展示动量守恒、恢复系数和能量转化

总动量: 0.00 kg·m/s
动能: 0.00 J
速度1: 0.00 m/s
速度2: 0.00 m/s
恢复系数: 1.00

能量对比

动量-时间

速度-时间

参数设置

碰撞公式

动量守恒: m₁v₁ + m₂v₂ = m₁v₁' + m₂v₂'
恢复系数: e = (v₂' - v₁')/(v₁ - v₂)
末速度: v₁' = (m₁v₁ + m₂v₂ + m₂e(v₂-v₁))/(m₁+m₂)
动能 KE = ½m₁v₁² + ½m₂v₂²

什么是弹性/非弹性碰撞?

碰撞是指两个或多个物体在相对较短的时间内相互施加力的过程。在所有碰撞中,动量都是守恒的。弹性碰撞和非弹性碰撞的主要区别在于动能的处理方式。

弹性碰撞 (e = 1)

在完全弹性碰撞中,动量和动能都守恒。物体相互弹开,能量没有损失。例如钢球之间的碰撞或气体中的原子粒子碰撞。

非弹性碰撞 (e = 0)

在完全非弹性碰撞中,动量守恒,但物体在碰撞后粘在一起。动能损失最大。例如车辆撞击后粘在一起或子弹嵌入木块。

部分非弹性碰撞 (0 < e < 1)

在现实世界的碰撞中,部分动能总是损失为热、声和形变。恢复系数e衡量碰撞的"弹性"。大多数真实的碰撞属于这一类。

实际应用

理解碰撞对于车辆安全设计(溃缩区)、体育运动(球的弹跳)、粒子物理(加速器实验)和游戏物理引擎至关重要。恢复系数因材料而异:橡胶球(~0.8)、钢球(~0.95)和铅球(~0.15)。