弹性碰撞公式怎么推导

2023-07-29 21阅读

弹性碰撞是指两个物体在相互作用力下发生的碰撞,碰撞后两个物体的动能守恒,在碰撞前和碰撞后两个物体的总动能一样。

弹性碰撞公式如下:

m1v1+m2v2=m1u1+m2u2

其中,m1和m2为两个物体的质量;v1和v2为碰撞前两个物体的速度;u1和u2为碰撞后两个物体的速度。

推导过程如下:

1. 根据牛顿第三定律,两个物体之间的相互作用力大小相等,方向相反,即

F12=-F21

2. 对于两个物体来说,他们都受到了相同的冲量,即FΔt,由牛顿第二定律得到:

m1Δv1=-m2Δv2

其中,Δv1为物体1在碰撞后速度与碰撞前速度之差,Δv2为物体2在碰撞后速度与碰撞前速度之差。

3. 假设在碰撞前两个物体分别以v1和v2的速度运动,碰撞后分别以u1和u2的速度运动,则根据动能守恒原理可得:

1/2m1v1^2 + 1/2m2v2^2 = 1/2m1u1^2 + 1/2m2u2^2

4. 将以上三个等式联立起来,得到:

m1v1+m2v2=m1u1+m2u2

这就是弹性碰撞公式的推导过程。

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