Упругое или неупругое столкновение бильярдных шаров в вакууме?

Когда два бильярдных шара сталкиваются в обычной ситуации (на земле), мы слышим звук их удара. Это достаточное доказательство того, что столкновение носит неупругий характер из-за потери энергии в виде звука. Но предположим, что такое же столкновение произошло в космосе, тогда мы не сможем услышать звук из-за столкновения, так как нет среды для распространения звука. Тогда можем ли мы в этом случае сказать, что столкновение является упругим, поскольку энергия не рассеивается? (Мы предполагаем, что шары не деформируются при столкновении)

Предположим, у вас есть поверхность, нагревающая его, и после этого он покрыт идеальной изоляцией, значит ли это, что энергия исчезает, НЕТ, то же самое происходит и со звуком, который он производит, но не распространяется, но вибрация все еще существует, и поэтому энергия теряется в форме. звука, будь то среда или вакуум, на самом деле амплитуда будет больше, поскольку нет противодействия среды.

Ответы (2)

Звук, который вы слышите, возникает из-за деформации мяча, хотя и очень небольшой. Вакуум или нет, здесь не имеет значения.

Строго говоря, в макроскопическом мире не бывает упругих столкновений, часть энергии всегда переходит во внутреннюю энергию атомов/молекул, т.е. диссипируется. Но если эта часть пренебрежимо мала по сравнению с полной энергией шаров, можно считать, что столкновение упругое.

Я не думаю, что деформация мяча вызывает звук. Это может быть связано с тем, что воздух сжимается во время столкновения @ MariusM.

Динамика столкновения очень сложна, но при попытке предсказать, что произойдет после столкновения, делаются упрощения (допущения), позволяющие провести анализ.
Часто это приводит к достаточно точному результату и такому примеру «динамики бильярдного шара».
При таком столкновении предполагается, что время, в течение которого происходит столкновение, намного меньше масштаба времени полного движения бильярдных шаров, столкновения упругие, т.е. сохраняется кинетическая энергия, что в вашем примере означает, что потеря энергии за счет производимых звуковых волн много меньше полной кинетической энергии системы бильярдных шаров и т. д.

Звук от столкновения бильярдных шаров происходит от сжатия воздуха между бильярдными шарами, а сами бильярдные шары фактически вибрируют из-за компрессионного импульса, возникающего в результате прохождения через них удара.
Эти импульсы заставляют поверхности бильярдных шаров двигаться, что, в свою очередь, заставляет двигаться воздух вокруг бильярдных шаров.
Также при прохождении через бильярдные шары импульсы сжатия заставляют атомы бильярдных шаров вибрировать сильнее, в результате чего температура бильярдных шаров повышается, т.е. часть кинетической энергии бильярдных шаров превращается в тепло.
Снова делается предположение, что это преобразование очень мало — столкновение упругое.

Без воздуха вокруг бильярдных шаров звуковые волны не возникают, поэтому приближение к столкновению немного лучше.

Чтобы проиллюстрировать сложную природу столкновения, я не смог найти сверхзамедленное видео столкновения бильярдного шара, поэтому посмотрите, что происходит, когда мяч для гольфа ударяется о стальную пластину .

введите описание изображения здесь

Сколько поступательной кинетической энергии мяч для гольфа теряет из-за вибрации мяча для гольфа (и стальной пластины), можно определить, измерив скорость мяча для гольфа до и после столкновения, хотя после столкновения определите, где находится центр мяча для гольфа. это может быть немного сложно.

Итак, в вакууме столкновение будет абсолютно упругим?
Нет, столкновение не было бы абсолютно упругим, потому что, хотя не было бы потери звуковой энергии во внешний мир, все же была бы деформация бильярдных шаров и некоторая потеря из-за импульсов сжатия, проходящих через бильярдные шары. Возможно, было бы потеряно чуть меньше кинетической энергии?
@Farcher Разве равное количество KE не пойдет на нагрев (каким бы малым он ни был), вызванный внезапной деформацией. Но тогда не будет ли нагрева при абсолютно упругом столкновении?
При абсолютно упругом столкновении кинетическая энергия не теряется, поэтому нет ни нагрева, ни звука, ни остаточной деформации связей между атомами.
@ManishSahu Вы слышали упругий гистерезис ? Процессы от деформации до восстановления приводят к потерям энергии.
@NgChungTak Это отличный момент, особенно потому, что мячи для гольфа содержат резиновые смеси, которые имеют большую петлю гистерезиса.
Упругое или неупругое столкновение бильярдных шаров в вакууме?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v