用語弾性おそらく次のような言葉を思い起こさせます伸縮性またはフレキシブル、簡単に跳ね返る何かの説明。 物理学の衝突に適用すると、これは正確に正しいです。 互いに転がり、次に跳ね返る2つの遊び場のボールには、弾性衝突.
対照的に、赤信号で停止した車がトラックによって追突されると、両方の車両がくっついて、同じ速度で交差点に一緒に移動します-リバウンドはありません。 これは非弾性衝突.
TL; DR（長すぎる; 読んでいない）
オブジェクトがくっついた衝突の前または後のいずれかで、衝突は非弾性; すべてのオブジェクトが開始および終了する場合互いに離れて動く、衝突は弾性.
非弾性衝突では、オブジェクトがくっついていることを常に示す必要はないことに注意してください後衝突。 たとえば、爆発がそれらを反対方向に推進する前に、2台の列車が接続されて1つの速度で移動し始めることができます。
別の例はこれです：ある初速度で動いているボートに乗っている人は木枠を船外に投げることができ、それによってボートプラス人と木枠の最終速度を変えることができます。 これを理解するのが難しい場合は、逆のシナリオを検討してください。木枠がボートに落ちます。 当初、木枠とボートは別々の速度で移動していましたが、その後、それらを合わせた質量は1つの速度で移動しています。
対照的に、弾性衝突互いにぶつかるオブジェクトがそれぞれ独自の速度で開始および終了する場合について説明します。 たとえば、2つのスケートボードが反対方向から互いに接近し、衝突してから、元の場所に向かって跳ね返ります。
TL; DR（長すぎる; 読んでいない）
衝突しているオブジェクトが、接触する前でも後でも、互いにくっつかない場合、衝突は少なくとも部分的に発生します。弾性.
数学的に違いは何ですか？
運動量保存の法則は、孤立したシステム（正味の外力がない）での弾性衝突または非弾性衝突のいずれにも等しく適用されるため、計算は同じです。総勢いは変わらない。したがって、運動量方程式は、すべての質量にそれぞれの速度を掛けたものを示します。衝突前（運動量は質量と速度の積であるため）すべての質量とそれぞれの速度の積に等しい衝突後.
2つの質量の場合、次のようになります。
m_1v_ {1i} + m_2v_ {2i} = m_1v_ {1f} + m_2v_ {2f}
ここでm1 は最初のオブジェクトの質量、m2 2番目のオブジェクトの質量v私 は対応する質量の初速度であり、vf その最終速度です。
この方程式は、弾性衝突と非弾性衝突で等しく機能します。
ただし、非弾性衝突の場合は、表現が少し異なる場合があります。 これは、オブジェクトが非弾性衝突で互いにくっついているためです。車がトラックによって追突されていると考えてください。その後、オブジェクトは1つの速度で移動する1つの大きな塊のように機能します。
したがって、運動量保存の同じ法則を数学的に書く別の方法非弾性衝突は：
m_1v_ {1i} + m_2v_ {2i} =（m_1 + m_2} v_f
または
（m_1 + m_2} v_1 = m_1v_ {1f} + m_2v_ {2f}
最初のケースでは、オブジェクトがくっついています衝突後、したがって、質量は合計され、1つの速度で移動します等号の後. 2番目のケースでは逆になります。
これらのタイプの衝突の重要な違いは、運動エネルギーは弾性衝突では保存されますが、非弾性衝突では保存されないことです。 したがって、2つの衝突するオブジェクトの場合、運動エネルギーの保存は次のように表すことができます。
運動エネルギー保存は、実際には、保存システムの一般的なエネルギー保存の直接的な結果です。 オブジェクトが衝突すると、それらの運動エネルギーは弾性ポテンシャルエネルギーとして一時的に保存されてから、再び運動エネルギーに完全に戻されます。
とはいえ、現実の世界でのほとんどの衝突問題は、完全に弾性でも非弾性でもありません。 ただし、多くの場合、どちらかの近似値は、物理学の学生の目的には十分に近いものです。
弾性衝突の例
1. 3 m / sで地面に沿って転がる2kgのビリヤードボールが、最初は静止していた別の2kgのビリヤードボールに当たります。 彼らがヒットした後、最初のビリヤードボールはまだ残っていますが、2番目のビリヤードボールは現在動いています。 その速度は何ですか？
この問題で与えられた情報は次のとおりです。
m1 = 2 kg
m2 = 2 kg
v1i = 3 m / s
v2i = 0 m / s
v1f = 0 m / s
この問題で不明な唯一の値は、2番目のボールの最終速度vです。2f.
残りを運動量の保存を説明する方程式に代入すると、次のようになります。
（2）（3）+（2）（0）=（2）（0）+（2）v_ {2f}
vを解く2f vを与える2f = 3 m / s。
この速度の方向は、最初のボールの初速度と同じです。
この例は、完全に弾性衝突、最初のボールがすべての運動エネルギーを2番目のボールに伝達し、速度を効果的に切り替えたためです。 現実の世界にはありません完全にプロセス中にいくらかのエネルギーが熱に変換される原因となる摩擦が常にあるため、弾性衝突。
2. 宇宙の2つの岩が正面衝突します。 最初のものは6kgの質量を持ち、28 m / sで移動しています。 2番目の質量は8kgで、15 m / sで移動しています。 衝突の終わりに、彼らはどのくらいの速度で互いに離れていきますか？
これは、運動量と運動エネルギーが保存される弾性衝突であるため、与えられた情報を使用して2つの最終的な未知の速度を計算できます。 両方の保存量の方程式を組み合わせて、次のような最終速度を解くことができます。
与えられた情報を差し込む（2番目の粒子の初速度が負であり、反対方向に移動していることを示していることに注意してください）：
v1f = -21.14m / s
v2f = 21.86 m / s
各オブジェクトの初速度から最終速度への符号の変化は、衝突時に、両方が来た方向に向かって互いに跳ね返ったことを示しています。
非弾性衝突の例
チアリーダーが他の2人のチアリーダーの肩から飛び降ります。 それらは3m / sの速度で落下します。 すべてのチアリーダーの体重は45kgです。 彼女がジャンプした後の最初の瞬間に最初のチアリーダーはどれくらい速く上に動いていますか？
この問題は3つのミサ、しかし、運動量の保存を示す方程式の前後の部分が正しく書かれている限り、解くプロセスは同じです。
衝突の前に、3人のチアリーダー全員が一緒に立ち往生しています。 だが誰も動いていない. だから、v私 これら3つの質量すべてが0m / sであるため、方程式の左辺全体がゼロになります。
衝突後、2人のチアリーダーがくっついて、1つの速度で移動しますが、3番目のチアリーダーは別の速度で反対方向に移動します。
全体として、これは次のようになります。
（m_1 + m_2 + m_3）（0）=（m_1 + m_2）v_ {1,2f} + m_3v_ {3f}
数字を代入し、参照フレームを設定します。下向き です 負:
（45 + 45 + 45）（0）=（45 + 45）（-3）+（45）v_ {3f}
vを解く3f vを与える3f = 6 m / s。