Сохранение кинетической энергии при абсолютно упругом столкновении.

Предположим, два тела массой м 1 и м 2 движущийся со скоростью ты 1 и ты 2 и они сталкиваются (совершенно упругое столкновение) и после столкновения их скорости равны в 1 и в 2 .
Тогда по закону сохранения импульса.

м 1 ты 1 + м 2 ты 2 "=" м 1 в 1 + м 2 в 2
А если мне дадут только эту информацию, можно ли доказать, что начальная кинетическая энергия системы равна конечной кинетической энергии системы, или информации недостаточно? Любая помощь будет оценена по достоинству.

Вам даны все конкретные значения начальных скоростей, конечных скоростей и масс? Есть неизвестные?

Ответы (5)

По самому определению упругого столкновения сохраняются как кинетическая энергия, так и импульс. Если бы это было любое столкновение, вы уверены, что если на систему не действуют внешние силы, начальный импульс равен конечному импульсу. Однако только при абсолютно упругих столкновениях кинетическая энергия сохраняется.

значит ли это, что нет математического доказательства сохранения кинетической энергии при абсолютно упругом столкновении?
Мы определяем абсолютно упругое столкновение как такое, при котором кинетическая энергия сохраняется. Это является основой дальнейшего анализа этого типа столкновения.

Уравнение сохранения количества движения не означает, что кинетическая энергия одинакова до и после столкновения — часто это не так. Для любых входных параметров м 1 , м 2 , ты 1 , ты 2 , существует бесконечное количество возможных в 1 и в 2 который будет удовлетворять уравнению и закону сохранения импульса. Существует несколько решений, которые также удовлетворяют закону сохранения кинетической энергии. Тот факт, что столкновение является упругим по определению, подразумевает сохранение кинетической энергии, но простое сохранение импульса не означает сохранения кинетической энергии (неупругие столкновения сохраняют импульс, но не КЭ).

Спасибо за ваш ответ, я очень ясно понял концепцию.

Сохранение линейного количества движения не приравнивается к упругому столкновению, поэтому нет, вы не можете доказать сохранение энергии, используя это уравнение.

Извините, я забыл упомянуть, что столкновение абсолютно упругое. Также мне нужно математическое доказательство сохранения кинетической энергии.
Предположим, что частицы двигались навстречу друг другу с u1 и u2, а после столкновения они движутся в направлении, противоположном своей начальной скорости, со скоростями v1 и v2. Тогда u1 + u2 = v1 + v2 (извините за мое плохое редактирование) используйте это уравнение вместе с сохранением импульса, вы можете легко доказать сохранение энергии.
вы сказали, что при упругом столкновении коэффициент восстановления становится равным 1, но это доказывается сохранением кинетической энергии, и это мой вопрос.
Я думаю, что я заставил это выглядеть запутанным, столкновение упруго, если энергия сохраняется, это по определению. О коэффициенте восстановления e = относительная скорость разделения / относительная скорость сближения

Предположим, что два тела сталкиваются, общая кинетическая энергия от столкновения равна из-за упругой чистой конверсии K = 1/2 м v2, которая является адекватной и удовлетворяет закону сохранения в кинематике, а также в нелинейной динамике, поэтому я бы сказал полная энергия сохраняется повсюду, если только на нее не воздействуют иначе, поэтому с технической точки зрения это была бы идеальная система отсчета, о которой мы обсуждаем, чтобы она сохранялась. Надеюсь, я дал вам немного больше информации о коэффициенте и этих параметрах!

Добро пожаловать в Физику ! Однако я не думаю, что это отвечает на вопрос; кажется, что это сводится к тому, что «кинетическая энергия может быть сохранена», но вопрос заключался в том, должна ли она сохраняться.

Если для системы:

Ф е Икс т е р н а л "=" 0
Затем
я ( м я в я ) "=" с о н с т а н т
Или просто м 1 ты 1 + м 2 ты 2 "=" м 1 в 1 + м 2 в 2 ; для системы двух тел. Но мы не можем сделать вывод о К Е "=" с о н с т а н т , просто из этого уравнения.

Поэтому здесь мы используем понятие эластичности . При упругом столкновении кинетическая энергия остается постоянной, а при неупругом столкновении она не остается постоянной.

Для проверки характера столкновения используем коэффициент восстановления Ньютона ( е ), который определяется как:

е "=" | Δ в Δ ты |
Здесь, Δ в скорость отрыва (после столкновения) и Δ ты скорость приближения (до столкновения).

Таким образом, мы можем ясно видеть, что е е [ 0 , 1 ] .

Таким образом, для, е "=" 1 , столкновение абсолютно упругое и кинетическая энергия сохраняется.

Для других значений е , у нас есть неупругое столкновение, и энергия теряется в виде трения, тепла, звука или других форм энергии. Итак, для нашего реального неидеалистического мира е е ( 0 , 1 ) .