非弹性碰撞简介

非弹性碰撞是物理学中碰撞的一种类型，指碰撞过程中系统的动能不守恒，部分动能转化为其他形式的能量（如内能、形变能等）。

与弹性碰撞不同，非弹性碰撞后物体可能会粘在一起运动（完全非弹性碰撞），也可能分开但动能仍然损失。本计算器主要计算完全非弹性碰撞的情况。

动量守恒定律

动量守恒定律是非弹性碰撞计算的核心原理：如果一个系统不受外力或所受外力的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变。

动量守恒公式：

m₁v₁ + m₂v₂ = m₁v₁' + m₂v₂'

在完全非弹性碰撞中，碰撞后两个物体具有相同的速度，即 v₁' = v₂' = v'，因此公式可以简化为：

m₁v₁ + m₂v₂ = (m₁ + m₂)v'

1. 碰撞后共同速度 (v')

v' = (m₁v₁ + m₂v₂) / (m₁ + m₂)

说明：基于动量守恒定律，将碰撞后两个物体视为一个整体计算其共同速度。

2. 动能损失 (ΔEₖ)

ΔEₖ = ½m₁v₁² + ½m₂v₂² - ½(m₁ + m₂)v'²

说明：碰撞前系统的总动能减去碰撞后系统的总动能，即为损失的动能。这部分能量通常转化为内能或形变能。

物体1质量 m₁ = 10 kg，速度 v₁ = 5 m/s；物体2质量 m₂ = 5 kg，速度 v₂ = 0 m/s。计算碰撞后共同速度及动能损失。

1. 碰撞后共同速度：

v' = (10×5 + 5×0) / (10+5) = 50 / 15 ≈ 3.33 m/s

2. 动能损失：

ΔEₖ = 0.5×10×5² + 0.5×5×0² - 0.5×15×3.33² ≈ 125 - 83.25 ≈ 41.75 J

非弹性碰撞和弹性碰撞有什么区别?

弹性碰撞中，系统的动能和动量都守恒；非弹性碰撞中，只有动量守恒，动能会有损失。完全非弹性碰撞是动能损失最大的非弹性碰撞类型。

如何处理反向运动的情况?

可以通过速度的正负号来表示方向。例如，物体向右运动的速度为正，向左运动的速度为负。