Begreppet elastisk, kommer förmodligen att tänka på ord som elastiskt och flexibelt, en beskrivning för något som lätt stöter tillbaka. När det tillämpas på en kollision i fysik är detta exakt korrekt. Två lekplatsbollar som rullar in i varandra och sedan hoppar isär hade vad som är känt som en elastisk kollision.

Däremot när en bil stannade vid ett rött ljus blir bakåt slutat av en lastbil , båda bilarna håller sig ihop och rör sig sedan samman till korsningen med samma hastighet - ingen rebounding. Det här är en inelastisk kollision.

TL; DR (för lång; läste inte)

Om föremål sitter fast ihop antingen före eller efter en kollision, kollisionen är inelastisk
; om alla objekt börjar och slutar röra sig separat från varandra är kollisionen elastisk
.

Observera att inelastiska kollisioner inte alltid behöver visa föremål som fastnar ihop efter
kollisionen. Två tågbilar skulle till exempel kunna starta anslutna, röra sig med en hastighet, innan en explosion driver dem motsatta sätt.

Ett annat exempel är detta: En person på en rörlig båt med en viss hastighet kan kasta en låda överbord och därigenom ändra båt-plus-personens och lådans slutliga hastigheter. Om detta är svårt att förstå, överväg scenariot i omvänd riktning: en låda faller på en båt. Ursprungligen rörde lådan och båten sig med separata hastigheter, därefter rör sig deras kombinerade massa med en hastighet.

Däremot beskriver en elastisk kollision fallet när föremålen träffar var och en andra börjar och slutar med sina egna hastigheter. Till exempel, två skateboards närmar sig varandra från motsatta riktningar, kolliderar och studsar sedan tillbaka dit de kom ifrån.

TL; DR (för lång; läste inte)

Om föremålen i en kollision sticker aldrig samman - varken före eller efter beröring - kollisionen är åtminstone delvis elastisk.
Vad är skillnaden matematiskt?

Lagen om bevarande av momentum gäller lika i antingen elastiska eller inelastiska kollisioner i ett isolerat system (ingen extern extern kraft), så matematiken är densamma. Den totala fart kan inte förändras. Så momentumekvationen visar alla massorna gånger deras respektive hastigheter före kollisionen (eftersom momentum är massa gånger hastighet) lika med alla massorna gånger deras respektive hastigheter efter kollisionen.

För två massor ser det ut så här :

m _{1v 1i + m 2v 2i \u003d m 1v 1f + m 2v 2f}

Där m _{1 är massan för det första objektet, m 2 är massan för det andra objektet, v i är motsvarande massa 'initialhastighet och v f är dess sluthastighet.}

Denna ekvation fungerar lika bra för elastiska och inelastiska kollisioner.

Men ibland representeras den lite annorlunda för inelastiska kollisioner. Det beror på att föremål hålls ihop i en oelastisk kollision - tänk på att bilen bakåtkörs av lastbilen - och efteråt fungerar de som en stor massa som rör sig med en hastighet.

Så, ett annat sätt att skriva samma lagen om bevarande av momentum matematiskt för inelastiska kollisioner är:

m _{1v 1i + m 2v 2i \u003d
< em> (m 1 + m 2) v f}

eller

(m _{1 + m 2) v i
\u003d m 1v 1if + m 2v 2f}

I det första fallet fastnade föremålen ihop efter kollisionen läggs massorna samman och rör sig med en hastighet efter lika tecknet. Det motsatta är sant i det andra fallet.

En viktig skillnad mellan dessa typer av kollisioner är att kinetisk energi bevaras i en elastisk kollision, men inte i en inelastisk kollision. Så för två kolliderande föremål kan bevarande av kinetisk energi uttryckas som:

Kinetisk energibesparing är faktiskt ett direkt resultat av bevarande av energi i allmänhet för ett konservativt system. När föremålen kolliderar lagras deras kinetiska energi kort som elastisk potentiell energi innan de perfekt överförs tillbaka till kinetisk energi igen.

Som sagt är de flesta kollisionsproblem i den verkliga världen varken perfekt elastiska eller inelastiska. I många situationer är emellertid tillnärmningen av endera tillräckligt nära för en fysikstudents syften.
Elastic Collision Exemplar

1. En 2 kg biljardboll som rullar längs marken vid 3 m /s träffar ytterligare en 2 kg biljardboll som från början var stilla. Efter att de träffat är den första biljardbollen fortfarande men den andra biljardbollen rör sig nu. Vad är dess hastighet?

Den angivna informationen i det här problemet är:

m _{1 \u003d 2 kg}

m _{2 \u003d 2 kg}

v _{1i \u003d 3 m /s}

v _{2i \u003d 0 m /s}

v _{1f \u003d 0 m /s}

Det enda okända värdet i detta problem är den slutliga hastigheten för den andra bollen, v _2f.

Ansluta resten till ekvationen som beskriver bevarande av momentum ger:

(2kg ) (3 m /s) + (2 kg) (0 m /s) \u003d (2 kg) (0 m /s) + (2 kg) v _2f

Lösning för _{v 2f:}

v _{2f \u003d 3 m /s}

Riktningen för denna hastighet är densamma som den första hastigheten för den första bollen.

Det här exemplet visar en perfekt elastisk kollision, eftersom den första bollen överförde all sin kinetisk energi till den andra bollen, vilket effektivt ändrade deras hastigheter. I den verkliga världen finns det inga perfekt
elastiska kollisioner eftersom det alltid finns viss friktion som orsakar lite energi som omvandlas till värme under processen.

2. Två stenar i rymden kolliderar varandra mot varandra. Den första har en massa på 6 kg och reser vid 28 m /s; den andra har en massa på 8 kg och rör sig vid 15

Eftersom detta är en elastisk kollision, där momentum och kinetisk energi bevaras, kan två slutliga okända hastigheter beräknas med den angivna informationen . Ekvationerna för båda konserverade kvantiteterna kan kombineras för att lösa för de slutliga hastigheterna så här:

Ansluta den angivna informationen (notera att den andra partikelns initiala hastighet är negativ, vilket indikerar att de rör sig i motsatta riktningar):

v _{1f \u003d -21,14m /s}

v _{2f \u003d 21,86 m /s}

Förändringen i tecken från initialhastighet till sluthastighet för varje objekt indikerar att de i båda kolliderade studsade av varandra tillbaka mot riktningen från och med de kom.
Inelastic Collision Exempel

En cheerleader hoppar från axeln till två andra cheerleaders. De faller ner med en hastighet av 3 m /s. Alla cheerleaders har massor på 45 kg. Hur snabbt rör sig den första cheerleaderen uppåt i det första ögonblicket efter att hon hoppade?

Det här problemet har tre massor och, men så länge som före och efter delar av ekvationen visar bevarande av fart är skrivna korrekt, är lösningsprocessen densamma.

Innan kollisionen är alla tre cheerleaders fastna ihop och. Men ingen rör sig. Så, v _{i för alla dessa tre massor är 0 m /s, vilket gör hela vänstersidan av ekvationen lika med noll!}

Efter kollisionen fastnar två cheerleaders ihop, rör sig med en hastighet, men den tredje går motsatt väg med en annan hastighet.

Sammantaget ser detta ut:

(m _{1 + m 2 + m 3) (0 m /s) \u003d (m 1 + m 2) v 1,2f + m 3v 3f}

Med siffror ersatta i och ställa in en referensram där nedåt är negativt:

(45 kg + 45 kg + 45 kg) (0 m /s) \u003d (45 kg + 45 kg) (- 3 m /s) + ( 45 kg) v _3f

Lösning för v _3f:

v _{3f \u003d 6 m /s}