Неупругое столкновение и кинетическая энергия

Мы видим, что наши расчеты всегда дают потерю кинетической энергии при неупругих столкновениях, в то время как суммарный импульс системы остается прежним. Куда девается потерянная энергия, если в наших расчетах нет следов трения или сопротивления воздуха?

Ответы (4)

В классической системе отсчета полная энергия системы Е сумма кинетических Е К , потенциал Е п , и внутренний U . Любое событие уравновешивает энергии. В системе без потенциальной энергии потеря Е К идет к U .

Например, масса воды м начинается в верхней части водопада без (вертикального) Е К , потенциал Е п "=" м г Δ час , и определенная внутренняя энергия U на что указывает прежде всего его температура. На дне падения воды, прямо перед падением воды м ударяется о стоячую воду на дне, м перевел Е п к Е К (предполагая, что падение по существу является изотермическим процессом, так что Δ U равен нулю). Как м теперь перестает двигаться по вертикали, переводит Е К к U . Это вызывает повышение температуры воды.

Приведенный выше пример взят из общей проблемы в учебниках по инженерной термодинамике.

Далее, неупругое столкновение прямо не означает, что мы должны учитывать трение. Представьте две сферы одновременно м в и Е К которые сталкиваются, прилипают и остаются на одном месте. Столкновение абсолютно неупругое. Для объяснения этого события нет необходимости прибегать к трению на макроскопическом уровне. Это можно полностью объяснить, признав постоянную деформацию самих сфер.

Трение, если оно возникает, является источником необратимости процесса. Трение обычно переводится как потеря тепла из системы в окружающую среду.

Возможно, можно подчеркнуть, что при неупругом столкновении действительно существует трение, вопреки тому, что утверждается в вопросе: трение является внутренним по отношению к деформирующимся телам жидкостей и рассеивает кинетическую энергию в тепло.
@Тоффомат Готово. Трение не требуется как определяющий способ объяснить неупругое столкновение двух тел.
Я предполагаю, что это больше о словах, чем о содержании, но я бы назвал процессы, которые превращают кинетическую энергию во внутреннюю энергию, «трением». Кроме того, трение на самом деле не приводит к потере тепла, а скорее к передаче кинетической энергии в тепло.
@Toffomat Слова и их определения имеют абсолютное значение. Трение НЕ является общей заменой для «процесса, который преобразует кинетическую энергию во внутреннюю энергию». Трение — это сопротивление между двумя поверхностями, которые трутся друг о друга. Вот и все.
Что ж, я бы, конечно, приписал нагрев неупруго деформируемого твердого тела «внутреннему трению», но, думаю, на этом можно и остановиться.

Другие ответы достаточно ответили на ваш вопрос. Тем не менее, я даю другой, довольно философский подход.

Что ж, потерянная энергия, во-первых, должна куда-то уйти. Сейчас есть масса способов сделать это. Энергия звука, повышение температуры, трение, сопротивление воздуха или любой другой способ - все это возможные ответы в зависимости от факторов окружающей среды (скажем).

Согласно теореме о работе, изменение кинетической энергии равно работе всех сил.

Поскольку на тела не действует никакая внешняя сила, кроме трения, сопротивления воздуха, звука или силы, вызывающей деформацию, изменение кинетической энергии равно работе всех упомянутых сил.

Потерянная энергия запасается в виде потенциальной энергии, которая существует в телах после столкновения из-за деформации шаров на молекулярном уровне. Следовательно, при совершенно упругих столкновениях, где после столкновения не происходит какой-либо деформации; вы можете сохранить кинетическую энергию в нем.

Неупругое столкновение и кинетическая энергия
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v