Wissenschaft

Was ist eine unelastische Kollision in der Physik?

Wenn es eine Kollision zwischen mehreren Objekten gibt und sich die endgültige kinetische Energie von der anfänglichen kinetischen Energie unterscheidet, spricht man von einer unelastischen Kollision . In diesen Situationen geht die ursprüngliche kinetische Energie manchmal in Form von Wärme oder Schall verloren, die beide das Ergebnis der Schwingung von Atomen am Kollisionspunkt sind. Obwohl bei diesen Kollisionen keine kinetische Energie erhalten bleibt, bleibt der Impuls erhalten, und daher können die Gleichungen für den Impuls verwendet werden, um die Bewegung der verschiedenen Komponenten der Kollision zu bestimmen.

 

Unelastische und elastische Kollisionen im wirklichen Leben

Ein Auto stößt gegen einen Baum. Das Auto, das mit 80 Meilen pro Stunde fuhr, bleibt sofort stehen. Gleichzeitig führt der Aufprall zu einem krachenden Geräusch. Aus physikalischer Sicht änderte sich die kinetische Energie des Autos drastisch; Ein Großteil der Energie ging in Form von Schall (dem krachenden Geräusch) und Wärme (die sich schnell auflöst) verloren. Diese Art der Kollision wird als „unelastisch“ bezeichnet.

Im Gegensatz dazu wird eine Kollision, bei der während der gesamten Kollision kinetische Energie erhalten bleibt, als elastische Kollision bezeichnet. Bei elastischen Kollisionen kollidieren theoretisch zwei oder mehr Objekte ohne Verlust an kinetischer Energie, und beide Objekte bewegen sich weiter wie vor der Kollision. Aber das passiert natürlich nicht wirklich: Jede Kollision in der realen Welt führt dazu, dass Schall oder Wärme abgegeben wird, was bedeutet, dass zumindest ein Teil der kinetischen Energie verloren geht. Für reale Zwecke werden jedoch einige Fälle, wie beispielsweise das Zusammenstoßen zweier Billardkugeln, als annähernd elastisch angesehen.

 

Perfekt unelastische Kollisionen

Während eine unelastische Kollision immer dann auftritt, wenn während der Kollision kinetische Energie verloren geht, kann maximal kinetische Energie verloren gehen. Bei dieser Art von Kollision, die als vollkommen unelastische Kollision bezeichnet wird. bleiben die kollidierenden Objekte tatsächlich „zusammengeklebt“.

Ein klassisches Beispiel hierfür ist das Schießen einer Kugel in einen Holzblock. Der Effekt ist als ballistisches Pendel bekannt. Die Kugel geht in den Wald und startet die Bewegung des Holzes, „stoppt“ dann aber im Wald. (Ich habe in Anführungszeichen „Stopp“ gesetzt, weil sich die Kugel tatsächlich immer noch bewegt, obwohl sich die Kugel jetzt im Holzblock befindet und sich das Holz zu bewegen beginnt, obwohl sie sich nicht in Bezug auf das Holz bewegt. Es hat eine statische Position innerhalb des Holzblocks.) Kinetische Energie geht verloren (hauptsächlich durch die Reibung der Kugel, die das Holz beim Eintritt erwärmt), und am Ende gibt es ein Objekt anstelle von zwei.

In diesem Fall wird der Impuls immer noch verwendet, um herauszufinden, was passiert ist, aber nach der Kollision gibt es weniger Objekte als vor der Kollision … da jetzt mehrere Objekte zusammenkleben. Für zwei Objekte ist dies die Gleichung, die für eine vollkommen unelastische Kollision verwendet werden würde:

Gleichung für eine vollkommen unelastische Kollision:

Similar Posts

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.