Eine Kollision ist ein isoliertes Ereignis, in dem zwei oder mehr bewegende Körper (Körper kollidierend), Kräfte auf einander seit einer relativ kurzen Zeit ausüben.

Obwohl sich der allgemeinste umgangssprachliche Gebrauch des Wortes "Kollision" auf Unfälle bezieht, bei denen zwei oder mehr Gegenstände kollidieren, bezieht der wissenschaftliche Gebrauch des Wortes "Kollision" nichts über den Umfang der Kräfte ein.

Einige Beispiele von physischen Wechselwirkungen, dass Wissenschaftler Kollisionen denken würden:

• Ein Kerbtier berührt seine Antenne zum Blatt eines Werks. Wie man sagt, kollidiert die Antenne mit dem Blatt.
• Eine Katze geht fein durch das Gras spazieren. Jeder Kontakt, den seine Tatzen mit dem Boden herstellen, ist eine Kollision. Jeder streift seinen Pelz gegen einen Grashalm ab ist eine Kollision.

Etwas umgangssprachlicher Gebrauch der Wortkollision ist:

• Kraftfahrzeugkollision, zwei Autos, die kollidieren
• Mitte Luftkollision, zwei Flugzeuge, die kollidieren
• Schiff-Kollision, zwei Schiffe, die kollidieren

Übersicht

Kollisionen schließen Kräfte ein (es gibt eine Änderung in der Geschwindigkeit). Der Umfang des Geschwindigkeitsunterschieds am Einfluss wird die Schlussgeschwindigkeit genannt. Alle Kollisionen erhalten Schwung. Was unterscheidet, verschiedene Typen von Kollisionen ist, ob sie auch kinetische Energie erhalten.

Spezifisch können Kollisionen entweder elastisch sein, bedeutend, dass sie sowohl Schwung als auch kinetische Energie, oder unelastisch erhalten, bedeutend, dass sie Schwung, aber nicht kinetische Energie erhalten. Ein unelastischer Stoß wird manchmal auch eine Plastikkollision genannt.

Eine "vollkommen unelastische" Kollision (hat auch eine "vollkommen Plastik"-Kollision genannt), ist ein Begrenzungsfall des unelastischen Stoßes, in dem die zwei Körper nach dem Einfluss zusammenkleben.

Der Grad, zu dem eine Kollision elastisch ist oder unelastische, wird durch den Koeffizienten der Restitution, eines Werts gemessen, der sich allgemein zwischen der Null und ein erstreckt. Eine vollkommen elastische Kollision hat einen Koeffizienten der Restitution von einer; ein vollkommen-unelastischer-Stoß hat einen Koeffizienten der Restitution der Null.

Typen von Kollisionen

Eine vollkommen elastische Kollision wird als diejenige definiert, in der es keinen Verlust der kinetischen Energie in der Kollision gibt. In Wirklichkeit wird jede makroskopische Kollision zwischen Gegenständen eine kinetische Energie zur inneren Energie und den anderen Formen der Energie umwandeln, so sind keine in großem Umfang Einflüsse vollkommen elastisch. Jedoch sind einige Probleme genug in der Nähe vom vollkommen elastischen, dass ihnen als solcher näher gekommen werden kann.

Ein unelastischer Stoß ist derjenige, in dem ein Teil der kinetischen Energie zu einer anderen Form der Energie in der Kollision geändert wird. Schwung wird in unelastischen Stößen erhalten (wie es für elastische Kollisionen ist), aber man kann die kinetische Energie durch die Kollision nicht verfolgen, da etwas davon zu anderen Formen der Energie umgewandelt wird.

Kollisionen in idealem Benzin nähern sich vollkommen elastischen Kollisionen, wie sich zerstreuende Wechselwirkungen von subatomaren Partikeln tun, die durch die elektromagnetische Kraft abgelenkt werden. Einige groß angelegte Wechselwirkungen wie der Schleuder-Typ Gravitationswechselwirkungen zwischen Satelliten und Planeten sind vollkommen elastisch.

Kollisionen zwischen harten Bereichen können fast elastisch sein, so ist es nützlich, den Begrenzungsfall einer elastischen Kollision zu berechnen. Die Annahme der Bewahrung des Schwungs sowie der Bewahrung der kinetischen Energie macht möglich die Berechnung der Endgeschwindigkeiten in Zwei-Körper-Kollisionen.

Analytisch gegen numerische Annäherungen zur Auflösung von Kollisionen

Relativ wenige Probleme, die Kollisionen einschließen, können analytisch behoben werden; der Rest verlangt numerische Methoden. Ein wichtiges Problem im Simulieren von Kollisionen bestimmt, ob zwei Gegenstände tatsächlich kollidiert haben. Dieses Problem wird Kollisionsentdeckung genannt.

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Beispiele von Kollisionen, die analytisch gelöst werden können

Billard

Kollisionen spielen eine wichtige Rolle in Stichwort-Sportarten. Weil die Kollisionen zwischen Billardbällen fast, und die Ball-Rolle auf einer Oberfläche elastisch sind, die niedrigen Rollwiderstand erzeugt, wird ihr Verhalten häufig verwendet, um Newtonsche Gesetze der Bewegung zu illustrieren. Nach einer Nullreibungskollision eines bewegenden Balls mit einem stationären der gleichen Masse ist der Winkel zwischen den Richtungen der zwei Bälle 90 Grade. Das ist eine wichtige Tatsache, dass Berufsbillard-Spieler in Betracht ziehen, obwohl es annimmt, dass der Ball frictionlessly über den Tisch bewegt, anstatt mit der Reibung zu rollen.

Betrachten Sie eine elastische Kollision in 2 Dimensionen irgendwelcher 2 Massen als M und M, mit jeweiligen anfänglichen Geschwindigkeiten u und u = 0 und Endgeschwindigkeiten V und V.

Die Bewahrung des Schwungs gibt mu = M

Die Bewahrung der Energie für eine elastische Kollision gibt (1/2) mu = (1/2) mV + (1/2) mV.

Ziehen Sie jetzt den Fall M = M in Betracht: Wir erhalten u=V+V und |u = |V + | V.

Das Punktprodukt jeder Seite der ehemaligen Gleichung mit sich, |u = u nehmend · u = |V + | V+2V · V. Das Vergleichen davon mit der letzten Gleichung gibt V · V = 0, so sind sie rechtwinklig, wenn V der Nullvektor nicht ist (der vorkommt, wenn, und nur wenn die Kollision frontal ist).

Vollkommen unelastischer Stoß

In einem vollkommen unelastischen Stoß, d. h., ein Nullkoeffizient der Restitution, kleben die kollidierenden Partikeln zusammen. Es ist notwendig, Bewahrung des Schwungs zu denken:

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wo v die Endgeschwindigkeit ist, die folglich durch gegeben wird

::

Die Verminderung der kinetischen Gesamtenergie ist der kinetischen Gesamtenergie vor der Kollision in einem Zentrum des Schwung-Rahmens in Bezug auf das System von zwei Partikeln gleich, weil in solch einem Rahmen die kinetische Energie nach der Kollision Null ist. In diesem Rahmen der grösste Teil der kinetischen Energie bevor ist die Kollision die der Partikel mit der kleineren Masse. In einem anderen Rahmen zusätzlich zur Verminderung der kinetischen Energie kann es eine Übertragung der kinetischen Energie von einer Partikel bis den anderen geben; die Tatsache, dass das von den Rahmenshows abhängt, wie Verwandter das ist.

Mit der umgekehrten Zeit haben wir die Situation von zwei von einander weggeschobenen Gegenständen, z.B eine Kugel oder einen Rakete-Verwendungsstoß schießend (vergleichen Sie die Abstammung der Rakete-Gleichung von Tsiolkovsky).

Beispiele von Kollisionen analysiert numerisch

Tierortsveränderung

Kollisionen eines Fußes eines Tieres oder Tatze mit dem zu Grunde liegenden Substrat werden allgemein Boden-Reaktionskräfte genannt. Diese Kollisionen sind unelastisch, weil kinetische Energie nicht erhalten wird. Ein wichtiges Forschungsthema in prosthetics misst die Kräfte, die während der Fußboden-Kollisionen erzeugt sind, die sowohl mit vereinigt sind, arbeitsunfähigem als auch macht Gehweise unbrauchbar nicht. Diese Quantifizierung verlangt normalerweise, dass Themen über eine Kraft-Plattform spazieren gehen (manchmal hat einen "Kraft-Teller" genannt), sowie hat kinematisch ausführlich berichtet, und dynamisch (hat manchmal kinetisch genannt) Analyse.

Als ein experimentelles Werkzeug verwendete Kollisionen

Kollisionen können als eine experimentelle Technik verwendet werden, um materielle Eigenschaften von Gegenständen und anderen physischen Phänomenen zu studieren.

Raumerforschung

Ein Gegenstand kann absichtlich gemacht werden, auf einem anderen Himmelskörper Bruchlandung zu machen, Maße zu tun und sie an die Erde zu senden, bevor er zerstört wird, oder Instrumenten anderswohin zu erlauben, die Wirkung zu beobachten. Sieh z.B:

• Während Apollos 13, Apollo 14, Apollo 15, Apollo 16 und Apollo 17, wurde der S-IVB (die dritte Bühne der Rakete) gegen den Mond gekracht, um seismisches Maß durchzuführen, das verwendet ist, für den Mondkern zu charakterisieren.
• Tiefer Einfluss
• KLUGER 1 - Satellit der Europäischen Weltraumorganisation
• Mondeinfluss-Untersuchung - ISRO untersuchen

Mathematische Beschreibung von molekularen Kollisionen

Lassen Sie die geradlinigen, winkeligen und inneren Schwünge eines Moleküls durch den Satz von r Variablen {p} gegeben werden. Der Staat eines Moleküls kann dann durch die Reihe δw = δpδpδp beschrieben werden... δp. Es gibt viele solche Reihen entsprechend verschiedenen Staaten; ein spezifischer Staat kann durch den Index i angezeigt werden. Zwei Moleküle, die eine Kollision erleben, können so durch angezeigt werden (ich j) (Ist solch ein befohlenes Paar manchmal als eine Konstellation bekannt.)

Es ist günstig anzunehmen, dass zwei Moleküle eine unwesentliche Wirkung auf einander ausüben, wenn sich ihr Zentrum von gravities innerhalb einer kritischen Entfernung b nicht nähert. Eine Kollision beginnt deshalb, wenn die jeweiligen Schwerpunkte diese kritische Entfernung erreichen, und vollendet wird, wenn sie wieder diese kritische Entfernung auf ihrem Weg einzeln erreichen. Unter diesem Modell wird eine Kollision durch die Matrix völlig beschrieben, die sich auf die Konstellation (ich, j) vor der Kollision, und (im Allgemeinen verschieden) Konstellation (k, l) nach der Kollision bezieht.

Diese Notation ist im Beweis des H-Lehrsatzes von Boltzmann der statistischen Mechanik günstig.

Angriff mittels einer absichtlichen Kollision

Typen des Angriffs mittels einer absichtlichen Kollision schließen ein:

• mit dem Körper: das unbewaffnete Anschlagen, das Lochen, das Treten, die Kampfsportarten, Faustkampf
• direkt mit einer Waffe, wie ein Schwert, Klub oder Axt schlagend
• das Rammen mit einem Gegenstand oder Fahrzeug, z.B:
• ein Auto, das absichtlich gegen ein Gebäude kracht, um darin einzubrechen
• ein Widder, mittelalterliche Waffe, die verwendet ist, um große Türen, auch eine moderne Version zu brechen, wird von der Polizei während Überfälle verwendet

Eine Angreifen-Kollision mit einem entfernten Gegenstand kann durch das Werfen oder den Stapellauf einer Kugel erreicht werden.

Siehe auch

• Ballistisches Pendel
• Koeffizient der Restitution
• Kollisionsentdeckung
• Kollision (Fernmeldewesen)
• Autounfall
• Elastische Kollision
• Reibung
• Frontalzusammenstoß
• Einfluss-Krater
• Einfluss-Ereignis
• Unelastischer Stoß
• Kinetische Theorie - Kollisionen zwischen Molekülen
• Mitte Luftkollision
• Kugel
• Raumschutt
• Zugwrack

Referenzen

• Neu aufgelegt (1979) New York: Internationale Standardbuchnummer von Dover 0-486-63896-0.

Links

• Dreidimensionale Kollision - Schiefer unelastischer Stoß zwischen zwei homogenen Bereichen.
• Zwei Dimensionale Kollision - Java applet, der elastische Kollisionen vortäuscht.
• Eine dimensionale Kollision - ein dimensionaler Kollisionsblitz Applet.
• Zwei dimensionale Kollision - zwei dimensionaler Kollisionsblitz Applet.