Question

Zderzenia sprężyste i niesprężyste. Proszę o wytłumaczenie jak je się liczy i czym one są.

Answer 1

Zapewne przerabiasz teraz taki dział jak pęd i wiesz zapewne, że zasada zachowania pędu, działa zawsze gdy na układ nie działa zewnętrzna siła, lub siły zewnętrzne się równoważą. Jak słyszysz, że w zadaniu jest coś o zderzeniu to prawie na pewno trzeba zastosować zasadę zachowania pędu.
Jeśli już są spełnione założenia które podałem to zasada zachowania pędu głosi, że pęd początkowy jest równy pędowi końcowemu układu.
Pęd ciała liczysz jako iloczyn masy i prędkości. Np. Pęd ciała o masie 100 kilogramów rozpędzonego do 20 m/s wynosi . Pęd nie ma własnej jednostki, a bazuje na jednostkach podstawowych, metrze kilogramie i sekundzie.
Pęd układu ciał to suma wszystkich pędów. Np. Słoń o masie 1000 kg biegnie 10 m/s, gepard o masie 50 kg biegnie 30 m/s i papuga o masie 3 kilogramów leci 20 m/s. Jeśli wszystkie zwierzęta biegną w jedną stronę to pęd układu wynosi:


Pęd jest wielkością wektorową, a to oznacza, że jeśli gepard biegłby w drugą stronę to jego pęd byłby ujemny i pęd układu wynosiłby:


A teraz najważniejsze, zderzenia. Podczas zderzeń zarówno sprężystych, jak i niesprężystych pęd układu jest zachowany. Więc zawsze możesz napisać ile wynosi pęd początkowy i przyrównać go do pędu końcowego.
Tylko jest jedna wielka różnica pomiędzy zderzeniem sprężystym, a zderzeniem niesprężystym. 

W zderzeniu sprężystym (idealnie sprężystym) całkowita energia układu jest zachowana. To znaczy, że podczas zderzenia nie wydzieliła się energia (nie było huku, żadna rzecz nie pękła, nic się nie rozgrzało od uderzenia itd.). Można wtedy dodatkowo korzystać z zasady zachowania energii (którą już powinnaś znać).
Podczas takiego zderzenia, ciała (ja będę mówił o kulach), nie łączą się ze sobą, a jedynie odbijają się od siebie. Każda z nich pojedzie w swoją stronę z różnymi prędkościami.

W zderzeniu niesprężystym  kule tracą energię i w zadaniach jest powiedziane, że łączą się ze sobą. Zapewne przerabiasz teraz taki dział jak pęd i wiesz zapewne, że zasada zachowania pędu, działa zawsze gdy na układ nie działa zewnętrzna siła, lub siły zewnętrzne się równoważą. Jak słyszysz, że w zadaniu jest coś o zderzeniu to prawie na pewno trzeba zastosować zasadę zachowania pędu.
Jeśli już są spełnione założenia które podałem to zasada zachowania pędu głosi, że pęd początkowy jest równy pędowi końcowemu układu.
Pęd ciała liczysz jako iloczyn masy i prędkości. Np. Pęd ciała o masie 100 kilogramów rozpędzonego do 20 m/s wynosi . Pęd nie ma własnej jednostki, a bazuje na jednostkach podstawowych, metrze kilogramie i sekundzie.
Pęd układu ciał to suma wszystkich pędów. Np. Słoń o masie 1000 kg biegnie 10 m/s, gepard o masie 50 kg biegnie 30 m/s i papuga o masie 3 kilogramów leci 20 m/s. Jeśli wszystkie zwierzęta biegną w jedną stronę to pęd układu wynosi:


Pęd jest wielkością wektorową, a to oznacza, że jeśli gepard biegłby w drugą stronę to jego pęd byłby ujemny i pęd układu wynosiłby:


A teraz najważniejsze, zderzenia. Podczas zderzeń zarówno sprężystych, jak i niesprężystych pęd układu jest zachowany. Więc zawsze możesz napisać ile wynosi pęd początkowy i przyrównać go do pędu końcowego.
Tylko jest jedna wielka różnica pomiędzy zderzeniem sprężystym, a zderzeniem niesprężystym. 

W zderzeniu sprężystym (idealnie sprężystym) całkowita energia układu jest zachowana. To znaczy, że podczas zderzenia nie wydzieliła się energia (nie było huku, żadna rzecz nie pękła, nic się nie rozgrzało od uderzenia itd.). Można wtedy dodatkowo korzystać z zasady zachowania energii (którą już powinnaś znać).
Podczas takiego zderzenia, ciała (ja będę mówił o kulach), nie łączą się ze sobą, a jedynie odbijają się od siebie. Każda z nich pojedzie w swoją stronę z różnymi prędkościami.

W zderzeniu niesprężystym  kule tracą energię i w zadaniach jest powiedziane, że łączą się ze sobą. To oczywiste, że tracą energię, bo musiały się jakoś odkształcić, a na to potrzeba energii. Po zderzeniu tworzą jedno ciało i mają taką samą prędkość.  

To cała teoria, wystarczy wcielić ją w życie. I oczywiście trzeba trochę pogłówkować, jak wykorzystać to co wiem w praktyce. Każde zadanie jest inne, więc do każdego zadania trzeba ułożyć tok myślenia i poprawnie stosować prawa fizyki. I pamiętaj w fizyce (w przeciwieństwie do matematyki) nie am dwóch rozwiązań bo przecież to by oznaczało, że w rzeczywistości też stały się dwie sytuacje... Z zadaniach "z pędu" bardzo często licząc czas otrzymasz dwa wyniki. Jeden z nich na podstawie logiki musisz odrzucić.