上文中我們說到過,碰撞過程中隻要無外力,則動量守恒,與碰撞是彈性還是非彈性無關。今天我們來分析碰撞過程中動能的變化。
動量和動能的區别其實這個問題弄清楚,你就能很清楚的知道碰撞過程中的動能變化過程了。之前的文章我們已經說得很清楚了,物體之所以能獲得動量,是因為力作用在它身上一段時間。而物體之所以能獲得動能,是因為力在它身上作用了一段距離。因此從概念上來說,他們的區别是:動量是力在一段時間内的積累産生的效果,而動能是力在一段距離上積累産生的效果。共同點是都是力作用在物體上的效果,隻是一個用時間來衡量,一個用距離來衡量。
另外一個區别是動量是矢量,有方向,而動能是标量,隻有大小。
動能變化與彈性、非彈性碰撞之間的關系分析碰撞過程中動能變化的方法其實和動量類似。先看碰撞過程中有哪些力。我們假定光滑。在碰撞過程中,碰撞物A和B都隻受到對方的作用力。在彈性碰撞時,由于A和B沒有發生形變,相當于他們雖然受到了對方的力,但是力作用的距離為0,因此力不做功。動能守恒。
在非彈性碰撞時,我們可以想象是兩個彈力球碰撞,碰撞過程中,他們的一部分會擠壓在一起,相當于他們之間的作用力讓兩個小球向對方移動了一點距離(即下圖中紅色部分)。因此在碰撞過程中,作用力作用在物體上,并産生了位移,就做功了,而由于是做負功,所以他們的動能都降低了,動能不守恒。
動能哪裡去了?
非彈性碰撞在發生形變時,我們可以想象這個物體中分子排列發生了變化,變化過程中分子互相摩擦,産生了内能,因此碰撞過程中流失的動能轉化成了内能。
幹貨總結1. 動能是力在一段距離上積累産生的效果。
2.非彈性碰撞中之所以動能不守恒,是因為碰撞郭廠長作用力和反作用力都做了負功,動量降低了。
3.流失的動能轉化為了内能
思考為什麼要同時用動能和動量來衡量物體的運動狀态呢?他們本質上的區别究竟是什麼呢?我們下篇文章分析這個問題。
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