在理想情况下,物体碰撞后,形变能够恢复,不发热、发声,没有动能损失,这种碰撞称为弹性碰撞(elasticcollision),又称完全弹性碰撞。真正的弹性碰撞只在分子、原子以及更小的微粒之间才会出现。生活中,硬质木球或钢球发生碰撞时,动能的损失很小,可以忽略不计,通常也可以将它们的碰撞看成弹性碰撞。

按照牛顿的理论,完全弹性碰撞是恢复系数为1的碰撞。请注意后一种表述与前一种完全等价,但采用后一种更容易对问题做定量分析。

中文名

弹性碰撞

外文名

elasticcollision

别名

完全弹性碰撞

所属学科

物理学

相关碰撞

非弹性碰撞、完全非弹性碰撞

重要特征

恢复系数为1

公式

一般地

:定义恢复系数

,如果仅仅考虑对心碰撞情形,由于在质心系中碰撞前后相对速度彼此相反,有

(1)

利用质心系总动量为零和相对速度的定义式,再结合(1)式,容易推出质心系中碰撞后的速度表达式。最后在表达式中带入

容易得到碰撞后速度:

取e=1即可得到完全弹性碰撞后的速度表达式。

或者,回归高中物理的情形

:设两个物体质量

,碰撞前速度

。对于完全弹性碰撞:两个物体碰撞后速度

可由动量守恒定律和能量守恒定律简单地导出:

动量守恒定律:

能量守恒定律:

两个物体碰撞后速度:

注意:

速度是矢量。

性质

由上述公式能够得到如下性质:

1.(仅限于对心碰撞)

:两个物体在碰撞后相比碰撞前,相对速度大小相等方向相反。

2.总动量

和总能量

不变:两个物体碰撞前后,动量的矢量和、能量的和都不变。

3.如果

大小相等,

:如果两个物体质量相同,速度大小方向都互换。

其他

碰撞的类型还有:非弹性碰撞、完全非弹性碰撞。