Vorhersage der Bewegungsrichtung nach der Kollision

Angenommen, zwei Billardkugeln gleicher Masse M in der gleichen Achse bewegen X mit der gleichen Geschwindigkeit und zu einem bestimmten Zeitpunkt T = 0 sie kollidieren. Auf die beiden Billardkugeln wirken keine weiteren Kräfte. Daher muss der Gesamtimpuls vor dem Stoß gleich dem Gesamtimpuls nach dem Stoß sein, d. h.:

P → ich = P F → = 0
Aber wir können einen Gesamtimpuls von Null haben, selbst wenn sich die beiden Bälle in entgegengesetzte Richtungen bewegen j Achse mit der gleichen Geschwindigkeit nach der Kollision. Sowohl Impuls als auch Energie bleiben dann erhalten. Wie kann man also vorhersagen, in welche Richtung sich die Kugeln nach der Kollision bewegen werden? (Wenn die Kraftrichtung beim Zusammenstoß bekannt ist, kann die Richtung vorhergesagt werden. Es gibt jedoch keine allgemeine Regel für die Kraftrichtung beim Zusammenstoß zweier Objekte).

Die Kraft während der Kollision wird den Kontaktpunkt normal passieren.
Gibt es hier Reibung? Sind das echte Kugeln oder nur Punktmassen?
Lesen Sie diesen Beitrag für eine Visualisierung des Impulsaustauschs, wenn die Bewegung nicht kollinear ist.

Antworten (2)

Im Idealfall wirken die Kräfte entlang der Linie, die die Mittelpunkte der beiden Kugeln verbindet.

Warum passiert das im Idealfall? Liegt das daran, dass keine Reibung angenommen wird?
Die einzigen Kontaktkräfte sind Normalkräfte am Kontaktpunkt - es wirken keine Reibungskräfte (nicht normal).

Das Szenario, das Sie präsentieren (Bälle prallen nicht in die vorherige Richtung zurück), ist eigentlich das, was normalerweise im wirklichen Leben passiert. Der direkte Rückprall erfolgt nur, wenn die Anfangsgeschwindigkeiten kolinear sind. Im Fall einer ruhenden Kugel müsste der Geschwindigkeitsvektor der sich bewegenden Kugel auf die Mitte der ruhenden Kugel gerichtet sein.

Wenn die Geschwindigkeitsvektoren nicht kolinear sind, haben die Kugeln keinen direkten Aufprall und die Richtungen nach der Kollision werden gegenüber dem Original gedreht. Um die Richtungen vorherzusagen, müssten Sie den Versatz der Geschwindigkeiten oder den Winkel zwischen der Mitte-zu-Mitte-Linie und den Geschwindigkeiten kennen.

Und da Sie über Billard sprechen, wirkt sich der Spin ("Englisch") jedes Balls auch auf die Richtungen nach der Kollision aus.

Aber in meinem Szenario ist das Momentum vor und nach der Kollision null. In welcher Achse Null ist, spielt keine Rolle.
Sie haben nach dem Zusammenstoß nach der Wegbeschreibung gefragt. Ich sagte, dass es davon abhängt, wie die Geschwindigkeitsvektoren mit der Verbindungslinie der Massenschwerpunkte ausgerichtet sind. Es ist möglich, dass die Richtungen nach der Kollision entlang von Linien verlaufen, die sich von denen vor der Kollision unterscheiden. Ich stimme zu, dass die Achsen keine Rolle spielen, aber der Offset der Geschwindigkeiten spielt eine Rolle.
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