Gibt es ein Beispiel für einen inelastischen Stoß, bei dem die kinetische Endenergie des Systems größer ist als seine anfängliche kinetische Energie?

Ja, wenn Sie eine Pistole abfeuern, trifft der Hammer mit einer relativ geringen anfänglichen kinetischen Energie auf die Kugel, aber die kinetische Energie von Hammer und Kugel nach dem Zusammenstoß ist erheblich höher.

Dies mag wie ein dummes Beispiel erscheinen, aber ich denke, es unterstreicht tatsächlich das wichtige Prinzip, das damit verbunden ist. Im Allgemeinen wird bei einem inelastischen Stoß zweier Körper ein Teil ihrer kinetischen Energie in Gitterschwingungen, dh Wärme, übertragen. Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik sagt uns, dass die Übertragung von kinetischer Energie in Wärme ein sehr wahrscheinlicher Prozess ist, da die Entropieänderung positiv ist, die Rückübertragung von Wärme in kinetische Energie jedoch äußerst unwahrscheinlich ist, da die Entropieänderung negativ wäre. Tatsächlich ist es so unwahrscheinlich, dass es tatsächlich unmöglich ist.

Neben Wärme kann Energie aber auch in anderen Formen gespeichert werden. Die Kugel speichert chemische Energie, und es gibt kein Problem, chemische Energie in Wärme umzuwandeln, da die Entropieänderung, wenn der Hammer auf die Kugel trifft und der Sprengstoff hochgeht, groß und positiv ist. Sie könnten wahrscheinlich mit anderen Szenarien kommen, z. B. einer zusammengedrückten Feder, die bei der Kollision freigegeben wird. Alles, was Sie brauchen, um den Stoß so zu gestalten, dass die Entropieänderung für eine Erhöhung der kinetischen Energie positiv ist.

Ich werde meine Kommentare in eine Antwort umwandeln:

Wenn wir vom klassischen Bereich sprechen, bleibt Energie erhalten, kann aber ihre Form ändern. Inelastische Streuung hat eine strenge Definition und wird normalerweise verwendet, um zwei Körperstreuungsprozesse zu beschreiben.

In zwei Körperaufprallsituationen würde die Erhaltung der Eingangsenergie in den Ausgangsprodukten erfordern, dass das Ziel eine verborgene potenzielle Energie hat, die durch den Aufprall auf das Projektil freigesetzt werden kann. Ein Ball aus zusammengedrückten Federn, der hart genug von einem anderen harten Ball getroffen wird, kann die Federn herausschleudern und kinetische Energie wird freigesetzt. Eine Dynamitkugel, die hart genug getroffen wird, explodiert und chemische Energie wird in kinetische Energie freigesetzt.

Wenn wir in die Streuung von Elementarteilchen eintreten, dann erlaubt die spezielle Relativitätstheorie, dass Masse in Energie umgewandelt wird, und daher können unelastische Proton-Antiproton- Streuungen mehr kinetische Energie haben als das auftreffende Antiproton, wie es bei Vernichtungen im Ruhezustand offensichtlich ist, wo das Projektil sehr wenig kinetische Energie hat.