Wenn ein sich bewegendes Objekt mit einem stationären Objekt mit identischer Masse kollidiert, trifft das stationäre Objekt auf die größere Kollisionskraft. Ist das wahr oder falsch? Warum?

In einem idealen Fall einer "Kopf-an-Kopf-" elastischen Kollision von Materialpunkten, die während eines relativ kurzen Zeitraums auftritt, ist die Aussage falsch.

Eine Kraft, die auf ein zuvor bewegtes Objekt wirkt, verlangsamt es von der Anfangsgeschwindigkeit # V # auf eine Geschwindigkeit gleich Null, und die andere Kraft, die der ersten Kraft entspricht, aber in der Richtung entgegengesetzt ist und auf ein zuvor stehendes Objekt wirkt, beschleunigt es auf eine Geschwindigkeit des zuvor sich bewegenden Objekts.

In der Praxis müssen wir hier viele Faktoren berücksichtigen. Die erste ist eine elastische oder unelastische Kollision. Wenn es unelastisch ist, ist das Erhaltungssatz der kinetischen Energie nicht mehr anwendbar, da ein Teil dieser Energie in innere Energie der Moleküle beider kollidierender Objekte umgewandelt wird und zu deren Erwärmung führt.

Die auf diese Weise in Wärme umgewandelte Energiemenge beeinflusst signifikant die Kraft, die die Bewegung des stationären Objekts verursacht, die sehr stark vom Elastizitätsgrad abhängt und nicht ohne Annahme von Objekten, des Materials, der sie hergestellt wird, der Form usw. quantifizieren kann.

Betrachten wir einen einfachen Fall einer fast elastischen "Kopf-an-Kopf" -Kollision (es gibt keine absolut elastischen Kollisionen) eines Massenobjekts # M # das bewegt sich mit Geschwindigkeit # V # mit einem feststehenden Objekt derselben Masse. Die Gesetze der Erhaltung der kinetischen Energie und des linearen Impulses erlauben es, die Geschwindigkeiten genau zu berechnen # V_1 # und # V_2 # von beiden Objekten nach einer elastischen Kollision:

# MV ^ 2 = MV_1 ^ 2 + MV_2 ^ 2 #

#MV = MV_1 + MV_2 #

Masse abbrechen # M #die zweite Gleichung auf eine Potenz von 2 anheben und das Ergebnis der ersten Gleichung subtrahieren, erhalten wir

# 2V_1V_2 = 0 #

Daher ist die Lösung dieses Systems von zwei Gleichungen mit zwei unbekannten Geschwindigkeiten # V_1 # und # V_2 # ist

# V_1 = V # und # V_2 = 0 #

Die andere algebraisch korrekte Lösung # V_1 = 0 # und # V_2 = V # sollte weggeworfen werden, da es physisch bedeutet, dass sich das bewegte Objekt durch das stationäre Objekt bewegt

Da bremst das zuvor bewegte Objekt ab # V # zu #0# in der gleichen Zeit wie zuvor stehendes Objekt aus beschleunigt #0# zu # V #sind die beiden auf diese Objekte wirkenden Kräfte gleich groß und entgegengesetzt.