当多个物体之间发生碰撞,且最终动能与初始动能不同时,称为非弹性碰撞。在这些情况下,原始动能有时以热或声音的形式丢失,这两种形式都是碰撞点原子振动的结果。虽然动能在这些碰撞中不守恒,但动量仍然守恒,因此动量方程可用于确定碰撞各部分的运动。
一辆汽车撞在树上。这辆以每小时80英里的速度行驶的汽车瞬间停止了行驶。同时,撞击会产生碰撞噪音。从物理学的角度来看,汽车的动能发生了剧烈的变化;大部分能量以声音(撞击声)和热量(迅速消散)的形式损失。这种类型的碰撞称为“非弹性”
相反,在整个碰撞过程中动能守恒的碰撞称为弹性碰撞。理论上,弹性碰撞包括两个或两个以上的物体在没有动能损失的情况下碰撞,两个物体都像碰撞前一样继续运动。但当然,这并不是真的发生:现实世界中的任何碰撞都会导致某种形式的声音或热量被释放,这意味着至少会损失一些动能。然而,在现实世界中,有些情况,例如两个台球碰撞,被认为是近似弹性的。
当碰撞过程中动能损失时,非弹性碰撞随时都会发生,但会损失最大的动能。在这种被称为完全非弹性碰撞的碰撞中,碰撞的物体实际上会“粘”在一起。
一个典型的例子是将子弹射向一块木头。这种效应被称为弹道摆。子弹进入木料中,开始木料移动,但随后在木料中“停止”。(我在引号中加上“停止”,因为子弹现在被包含在木块中,木块已经开始移动,子弹实际上也在移动,尽管它没有相对于木块移动。它在木块中有一个静止的位置。)动能损失(主要是通过子弹的摩擦加热木头进入),最后,只有一个物体而不是两个。
在这种情况下,动量仍然被用来计算发生了什么,但碰撞后的物体比碰撞前少。。。因为多个对象现在粘在一起。对于两个对象,这是用于完全非弹性碰撞的方程式:
完全非弹性碰撞方程:
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