弹性碰撞(elastic collision),又称完全弹性碰撞,指在理想情况下,物体碰撞后,形变能够恢复,不发热、发声,没有动能损失。真正的弹性碰撞只在分子、
原子以及更小的微粒之间才会出现。生活中,硬质木球或钢球发生碰撞时,动能的损失很小,可以忽略不计,通常也可以将它们的碰撞看成弹性碰撞。牛顿碰撞定律认为,两个相互碰撞的物体,碰撞后的脱离速度与碰撞前的靠近速度之比称为
恢复系数。对于完全弹性碰撞来说,恢复系数为1,但这种情况只会出现在理想情况中。弹性碰撞的必要条件是动能没有转成其他形式的能量(
热能、转动能量),例如:原子的碰撞。
弹性碰撞(elastic collision),又称完全弹性碰撞,指在理想情况下,物体碰撞后,形变能够恢复,不发热、发声,没有动能损失。按照牛顿的理论,完全弹性碰撞是恢复系数为1的碰撞。
一般地:定义
恢复系数,如果仅仅考虑对心碰撞情形,由于在质心系中碰撞前后相对速度彼此相反,有(1)
或者,回归高中物理的情形:设两个物体质量,碰撞前速度。对于完全弹性碰撞:两个物体碰撞后速度,可由
动量守恒定律和
能量守恒定律简单地导出:
弹性碰撞的概念在物理学的多个领域有着广泛的应用。例如,在核物理学中,
中子减速剂通常包含许多质量小的
原子核的原子,这是因为质量最小的原子核和中子的质量十分接近,使得在碰撞过程中能够有效地减缓中子的速度,而不易吸收中子。这种性质使得弹性碰撞在控制核反应过程中起到了关键作用。
碰撞的类型还有:
非弹性碰撞、
完全非弹性碰撞。在非弹性碰撞中,碰撞后的系统动能减少,这部分动能通常转化为
内能,如
热能或者是物体的形变能。而在完全非弹性碰撞中,两个物体碰撞后会粘在一起,动能损失最大。