弹性碰撞与非弹性碰撞Elastic and inelastic collisions
一次碰撞,同时追踪动量与能量的去向。
m₁v₁ = m₁v₁′ + m₂v₂′ e = (v₂′ − v₁′) / v₁高中物理
蓝色:物体一,绿色:物体二
m₁v₁ = m₁v₁′ + m₂v₂′ e = (v₂′ − v₁′) / v₁
一维碰撞中,系统的动量总是守恒;动能是否守恒取决于恢复系数 e,即碰后两物体的分离速度与碰前接近速度之比。e = 1 是完全弹性碰撞,动能不损失;0 < e < 1 是非弹性碰撞,一部分动能转化为内能;e = 0 是完全非弹性碰撞,两物体碰后粘在一起、以共同速度运动,动能损失最多。
m₁物体一质量(kg)m₂物体二质量(kg)v₁物体一初速度(m/s)e恢复系数
t = 0.00 s
速度
物体一速度3.00m/s
物体二速度0.00m/s
碰撞损失的动能0.00J
系统总动量3.00kg·m/s
两物体速度与时间
碰撞瞬间速度突变;e = 0 时两条线在碰后重合。
想一想
两物体碰后粘在一起(e = 0)时,损失的动能占碰前动能的多少?
占 m₂ / (m₁ + m₂):质量相等时损失一半,被撞的物体越重,损失越多。一般情况下占 (1 − e²)·m₂ / (m₁ + m₂),e = 1 时为零。把 e 调到 0,再改变 m₂,观察“碰撞损失的动能”。
模型条件水平无摩擦 · 瞬时碰撞 · 物体二初始静止 · 2 s 时相碰 · 5 s 循环 · 正方向向右
实验记录
调好参数后点“记录当前数据”。多记几组不同参数的数据,就能画出它们的关系并做直线拟合;暂停后在不同时刻记录,还可以研究读数随时间的变化。