Unelastische Stöße

Wenn wir eine unelastische Kollision makroskopischer Objekte beschreiben, sagen wir normalerweise, dass die fehlende Energie als Wärme endet. Das heißt, die Temperatur der kollidierenden Objekte ist nach der Kollision höher als davor.

Dies ist jedoch eine vereinfachte Beschreibung, da Wärme nur die kinetische Energie der Atome und Moleküle ist, aus denen die Objekte bestehen. Angenommen, Sie nehmen ein (sehr) vereinfachtes System von zwei kollidierenden Hanteln:

Wenn wir die Hanteln als Punktobjekte mit etwas Masse behandeln würden$M$dann wäre die Anfangsenergie:

$$E_i = \tfrac{1}{2}M_1v_{1i}^2 + \tfrac{1}{2}M_2v_{2i}^2$$

Nach dem Stoß müssen wir die Rotationsenergie zählen$\tfrac{1}{2}I\omega^2$also ist die Endenergie:

$$\begin{align} E_f &= \tfrac{1}{2}M_1v_{1f}^2 + \tfrac{1}{2}M_2v_{2f}^2 \\ &+ \tfrac{1}{2}I_1\omega_1^2 + \tfrac{1}{2}I_2\omega_2^2 \end{align}$$

Und natürlich besagt die Energieerhaltung, dass Anfangs- und Endenergie gleich sein müssen$E_i = E_f$. Aber nehmen wir an, wir ignorierten die kinetische Rotationsenergie und argumentierten, dass es sich nur um innere Energie, dh Wärme, handelte und nicht gezählt werden sollte. In diesem Fall hätten wir:

$$E_f = \tfrac{1}{2}M_1v_{1f}^2 + \tfrac{1}{2}M_2v_{2f}^2$$

und wir würden daraus schließen$E_f \lt E_i$Wir hatten also einen unelastischen Stoß.

Reale Objekte bestehen aus einer riesigen Anzahl von Atomen und Molekülen, nicht nur aus zwei, aber das gleiche Argument trifft zu. Wir ignorieren alle internen Bewegungen und beschreiben sie einfach als Temperaturerhöhung. Deshalb sieht der Stoß unelastisch aus.

Während einer unelastischen Kollision verzögert oder beschleunigt der Körper nicht konstant auf die Geschwindigkeit Null und kehrt dann die Richtung um. Betrachten Sie es als eine lineare Kollision. Ist meine Logik richtig?

Ich denke, der Begriff "unelastisch" bedeutet die Idee, dass bei solchen Wechselwirkungen die beteiligten Körper solche "Ereignisse" tragen, die Energie sind

Dissipationsvorgänge und damit die Energie vor und nach dem Stoß sind nicht gleichzusetzen.

Es ist keine vorrangige Bedingung, dass die beteiligten Körper Verzögerungskräfte haben und die Bewegungsrichtung umgekehrt wird.

Daher scheint die obige Aussage nicht richtig zu sein.

Es kann Situationen geben, in denen intermolekulare Kräfte und die Struktur der kollidierenden Körper an "inelastischen Verformungen" beteiligt sind, was zu einer Nichterhaltung der Energie führt.