Çarpışma

Bilardo toplarının birbirine çarpması, trafikte iki aracın temas etmesi ya da bir topun duvardan sekmesi fizikte çarpışma başlığı altında incelenir. Kısa sürede büyük kuvvetler ortaya çıkar, ama dış kuvvet ihmal edilebildiği sürece sistemin toplam momentumu değişmez.

Momentumun korunumu

m₁v₁ + m₂v₂ = m₁v₁' + m₂v₂'

Burada v hızları çarpışma öncesini, v' hızları sonrasını gösterir. Hız yönlü bir büyüklük olduğu için ters yönde gidenlere eksi işaret verilir.

Çarpışma türleri

• Esnek çarpışma: momentumla birlikte kinetik enerji de korunur. Bilardo topları buna yakındır.
• Esnek olmayan çarpışma: momentum korunur, kinetik enerjinin bir kısmı ısıya, sese ve şekil değişimine gider.
• Tamamen esnek olmayan çarpışma: cisimler çarpışmadan sonra birlikte hareket eder. Ortak hız v = (m₁v₁ + m₂v₂) / (m₁ + m₂) olur.

Örnek

20 m/s hızla giden 1.000 kg'lık bir araç, duran 1.500 kg'lık bir araca çarpıp onunla kenetleniyor. Ortak hız (1.000 × 20) / 2.500 = 8 m/s'dir. Çarpışma öncesi kinetik enerji ½ × 1.000 × 20² = 200.000 J, sonrası ½ × 2.500 × 8² = 80.000 J'dür. Aradaki 120.000 J, yani enerjinin yüzde 60'ı, deformasyon ve ısıya dönüşmüştür. Araçlardaki ezilme bölgeleri tam da bu enerjiyi yolculardan uzakta harcamak için tasarlanır.

Geri sekme katsayısı

Ayrılma hızının yaklaşma hızına oranı olan geri sekme katsayısı (e), esnek çarpışmada 1, tamamen esnek olmayanda 0'dır. Gerçek çarpışmalar bu ikisinin arasında yer alır.

Kütle ve hızları girerek sonuçları görmek için çarpışma hesaplama aracını, temel kavramı pekiştirmek için de momentum hesaplamayı kullanabilirsin.