碰撞可分為三種():【1】 彈性碰撞 (elastic collision);【2】 完全非彈性碰撞 (perfectly inelastic collision);【3】 非彈性碰撞 (inelastic collision)。
若用「碰撞模擬程式」嘗試不同參數,可知兩小球碰撞的性質:
【小結】在完全非彈性碰撞中,碰撞後兩球會連在一起繼續運動,所以它們有相同的速度。
彈性碰撞中,總動能必守恆;非彈性碰撞與完全非彈性碰撞中,由於碰撞時部份物體的能量會變成聲能、熱能,或使物體變形,即有動能散失(但前者的散失較少),所以總動能不守恆。
總動量則在所有碰撞類型也守恆。
從各碰撞類型的動量變化所顯示,任何碰撞中,只要在沒外力的作用下,碰撞前的總動量等於碰撞後的總動量。這個就是碰撞的動量守恆定律。若用算式表示物體 1 與物體 2 在碰撞前後的動量變化:
物體碰撞前的總動量 \(=\) 物體碰撞後的總動量
\({{m}_{1}}{{u}_{1}}+{{m}_{2}}{{u}_{2}}={{m}_{1}}{{v}_{1}}+{{m}_{2}}{{v}_{2}}\)
下表總結了各碰撞類型的運動、總動能和總動量是否守恆:
碰撞類型 | 碰撞後的運動 | 總動能守恆? | 總動量守恆? |
---|---|---|---|
彈性 | 物體分開 | 守恆 | 守恆 |
非彈性 | 物體分開 | 不守恆 | 守恆 |
完全非彈性 | 物體黏在一起 | 不守恆 | 守恆 |
其實,日常生活中大部分的碰撞皆屬非彈性碰撞,彈性碰撞則難以出現,因為實際碰撞中總會因摩擦力等因素造成總動能散失;完全非彈性碰撞則是非彈性碰撞的一種特殊情況。