Når et bevægeligt objekt kolliderer med en stationær genstand af samme masse, møder den stationære genstand den større kollisionskraft. Er det sandt eller falsk? Hvorfor?

I et ideelt tilfælde af "head-to-head" elastisk kollision af materialepunkter, der forekommer i løbet af en relativt kort periode, er udsagnet falsk.

En kraft, der virker på det tidligere bevægelige objekt, sænker det ned fra starthastigheden # V # til en hastighed svarende til nul, og den anden kraft, der er lig med den første i størrelse, men modsat i retning, der virker på tidligere stationære objekter, fremskynder den op til en hastighed af det tidligere bevægelige objekt.

I praksis skal vi overveje mange faktorer her. Den første er elastisk eller uelastisk kollision finder sted. Hvis det er uelastisk, er loven om bevarelse af kinetisk energi ikke længere anvendelig, da en del af denne energi omdannes til indre energi af molekyler af begge kolliderende genstande og resulterer i deres opvarmning.

Mængden energi, der omdannes til varme, påvirker signifikant den kraft, der bevirker bevægelsen af den stationære genstand, der afhænger meget af elasticitetsgraden og kan ikke kvantificeres uden nogen formodning om objekter, materialet de er lavet af, form osv.

Lad os overveje et simpelt tilfælde af næsten elastisk "head-to-head" -kollision (der er ingen absolutte elastiske kollisioner) af et objekt af masse # M # der bevæger sig hurtigt # V # med en stationær genstand af samme masse. Lovene om bevarelse af kinetisk energi og lineær momentum gør det muligt at beregne præcis hastighederne # V_1 # og # V_2 # af begge genstande efter en elastisk kollision:

# MV ^ 2 = MV_1 ^ 2 + MV_2 ^ 2 #

#MV = MV_1 + MV_2 #

Afbrydelse af massen # M #, hæve den anden ligning til en kraft på 2 og subtrahere danner resultatet den første ligning, vi får

# 2V_1V_2 = 0 #

Derfor er løsningen på dette system af to ligninger med to ukendte hastigheder # V_1 # og # V_2 # er

# V_1 = V # og # V_2 = 0 #

Den anden algebraisk korrekte løsning # V_1 = 0 # og # V_2 = V # bør kasseres, da det fysisk betyder, at bevægelsesobjekt går gennem det stationære.

Da det tidligere bevægelige objekt decelererer fra # V # til #0# på samme tid som det tidligere stationære objekt accelereres fra #0# til # V #, de to kræfter, der virker på disse objekter, er ens i størrelse og modsat i retning.