Мысленный эксперимент по столкновению

Я имею в виду систему изолированных, движущихся и сталкивающихся частиц в ящике без трения. Столкновения были неупругими. Мой вопрос:

Предположим, что начальный полный импульс системы не равен нулю. Поскольку столкновения неупругие, кинетическая энергия не будет сохраняться (преобразовываться в тепло, звук и т. д.). Но поскольку на изолированную систему не действует чистая внешняя сила, импульс не может измениться (второй закон Ньютона). Следовательно, полный импульс системы останется постоянным. Если я позволю частицам в системе некоторое время сталкиваться, в конце концов они нагреются, но опять же импульс не может измениться. Частицы не остановятся, пока коробка не перегреется.

В чем проблема со сценарием и моим ходом мыслей?

Вы не можете создать больше энергии, чем уже есть в коробке. В какой-то момент все частицы в коробке слипнутся, и эти частицы будут двигаться с той же скоростью, что и коробка. Импульс сохранится, и столкновений не произойдет.
Что означает, что импульс полностью передан самому ящику? Верно?
Нет... это значит, что импульс передается ящику и частицам. Когда вы проводите этот мысленный эксперимент в уме, будьте осторожны, чтобы оставаться в той же воображаемой системе отсчета, в которой вы начали.
МММ спасибо! Забыли о системах отсчета в этом сценарии. Разложил вещи таким образом.

Ответы (1)

В многочастичных задачах следует различать константы, характеризующие движение системы в целом (ее энергия, три компоненты импульса центра масс и три компоненты углового момента), и относительное движение частей в системе.

Так что, действительно, относительное движение частиц со временем прекратится и их температура повысится, но упомянутые выше семь интегралов движения (констант) сохранятся (если нет внешних сил).

Замечание
Представление о частицах, преобразующих свою кинетическую энергию в теплоту, сомнительно, поскольку теплота есть кинетическая энергия движения частицы. Поэтому я полагаю, что под частицами понимаются на самом деле макроскопические объекты.