ФІЗИКА. Вчимося розв'язувати задачі. "МЕХАНІКА". Компенсаційний курс

Розділ 4. РОБОТА ТА ЕНЕРГІЯ

4.6. Зіткнення

У механіці зіткненнями називають контактну взаємодію між рухомими тілами за відсутності або компенсації зовнішніх сил. Через це при зіткненнях завжди виконується закон збереження імпульсу. Що ж до механічної енергії, то в загальному випадку вона частково переходить у внутрішню (теплову) енергію тіл. Тож у теорії розглядають два крайні випадки – абсолютно пружні та абсолютно непружні зіткнення.

При абсолютно пружньому зіткненні в тілах виникають тільки пружні деформації при яких на першій стадії (стиснення) кінетична енергія переходить у потенціальну енергію пружної деформації, а на другій (розліт) відбувається відновлення форми тіл та повернення їхньої сумарної кінетичної енергії до початкової величини. Отже,

 

абсолютно пружні зіткнення є підпорядковані законам збереження імпульсу та кінетичної енергії:

\(\sum{{{{\vec{p}}}_{i}}}=\sum{{{{{p}'}}_{i}}}\);       \(\sum{{{W}_{ki}}=}\sum{{{{{W}'}}_{ki}}}\).

(4.18)

При абсолютно непружному зіткненні виникають тільки пластичні деформації, через що тіла "склеюються", утворюючи одне складене тіло з іншим взаємним розташуванням молекул, аніж у вихідних тілах, отож і з іншою внутрішньою енергією. Тому

при непружному зіткненні імпульс системи зберігається, але  частина кінетичної енергії втрачається – переходить у внутрішню (теплову) енергію: 

\(\sum{{{{\vec{p}}}_{i}}}=\sum{{{{{p}'}}_{i}}}\);       \(\sum{{{W}_{ki}}=}\sum{{{{{W}'}}_{ki}}}\) + Q.

(4.19)

Сказане стосується й зворотніх процесів, коли одне тіло під дією внутрішніх сил розпадається на окремі фрагменти, що супроводжується частковим перетворенням внутрішньої енергії на кінетичну.