第一節 反彈
反彈現象

碰撞時,反彈的出現與否,跟被擊中物件上造成的傷害大小有關係嗎?


顯示了一個蛋糕和一個籃球,兩者的質量相等。如果男孩被蛋糕或籃球以相同的速度打中,結果會是:

        
  • 只有蛋糕
  • 只有籃球
  • 蛋糕與籃球也
  • 蛋糕與籃球也不
會出現反彈; 
         它們對男孩造成的傷害,
  • 以蛋糕較大
  • 以籃球較大
  • 兩者沒有差別
 

【小結】
由此歸納出,被籃球打中及被蛋糕打中的分別:

  • 籃球打中身體時會反彈、蛋糕打中身體時不會反彈;
  • 被籃球打中時,其傷害較被蛋糕打中的傷害為大。

相對於不會反彈的情況,反彈的出現會對被擊中的物件造成較大的傷害。

被藍球與蛋糕以相同的速度擊中,何者造成的傷害較大?
分析

為甚麼物體在反彈時,會對被擊中的物件造成較大的傷害呢?我們可以從物體承受衝量的分別去分析。


考慮質量為 \(m\) 的球,以速率 \(v\) 飛向球手(),設向右的速度為正。根據衝量 \(Ft\) 等於動量變化,可知:

        當球手用手接球時,衝量 =
  • \(0\)
  • \(m\ v\)
  • \(2\ m\ v\)
 
        當球以同樣的速率 \(v\) 被球手擊回,衝量 =
  • \(0\)
  • \(m\ v\)
  • \(2\ m\ v\)
 

【題解】
由於衝量等於動量的變化:

  用手接球情況 把球擊回情況
接球或擊球前動量 \(-m\ v\) \(-m\ v\)
接球或擊球後動量 \(0\) \(m\ v\)
衝量 \(m\ v\) \(2\ m\ v\)

換言之,把球擊回的衝量大於用手接球的衝量。這顯示物體在反彈時,會對被擊中的物件造成較大的衝量。

球手 (A) 用手接球;(B) 把球擊回
小結
物體反彈時會承受
  • 較小
  • 較大
的衝量,而被擊中的物體
  • 會承受較小
  • 也會承受較大
的衝量。

【題解】
當要接住一個以一定速度飛來的球時,手便要施予一個衝量,把球的動量減少至零。這個情況就有如一個不反彈的球。

但把一個以相同速度飛來的球以相反的方向擊回,除了要施予把球的動量減少至零的衝量外,還要施予使球的動量以相反方向增加的衝量。

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