Kas yra elastinis susidūrimas?

Tamprus susidūrimas įvyksta, kai dviejų ar daugiau objektų bendra kinetinė energija arba judėjimo energija po susidūrimo yra tokia pati, kaip ir prieš susidūrimą. Skirtingai nuo neelastinio susidūrimo, jokia energija nevirsta į kitą rūšį. Visiškai elastingi susidūrimai realiame pasaulyje paprastai neįvyksta, neskaitant subatominių dalelių, tačiau susidūrimas tarp dviejų biliardo kamuoliukų yra artimas apytikslis.

Yra dviejų tipų susidūrimai. Pirmasis yra neelastingas susidūrimas, kuris dažniau pasitaiko kasdieniame gyvenime. Neelastinio susidūrimo metu dalis kinetinės energijos arba judėjimo energijos prarandama smūgio metu. Ši energija paverčiama kitos rūšies energija, pavyzdžiui, garsu ar šiluma. Tampriojo susidūrimo metu visa dviejų objektų kinetinė energija išlaikoma smūgio metu.

Prieš susidurdami du objektai, kiekvienas iš jų turi tam tikrą kinetinės energijos ir impulso kiekį. Kinetinės energijos kiekis priklauso nuo kiekvieno objekto masės ir greičio. Dėl pagrindinio energijos tvermės dėsnio, teigiančio, kad energija niekada negali būti sunaikinta, bendra energija po dviejų objektų susidūrimo turi būti tokia pati, kokia buvo prieš susidūrimą. Jei tai yra elastingas susidūrimas, visa energija lieka kaip kinetinė energija ir tiesiog perkeliama iš vieno objekto į kitą.

Tiesą sakant, joks susidūrimas tarp didelių objektų niekada nėra elastingas. Taip yra todėl, kad kai dideli objektai atsitrenkia vienas į kitą, dalis kinetinės energijos visada prarandama įvairioms kitoms energijos rūšims, pavyzdžiui, garsui, šilumai ar objekto suspaudimui. Mikroskopiniame pasaulyje, pavyzdžiui, magnetinėje atomų ar elektronų sąveikoje, yra tikimybė, kad susidūrimas yra elastingas, nes tarp objektų nėra fizinio kontakto. Gravitacinė sąveika tarp planetų taip pat kartais priskiriama visiškai elastingiems susidūrimams.

Beveik elastingo susidūrimo realiame pasaulyje pavyzdys yra dviejų biliardo kamuoliukų sąveika. Smūgis į baltą rutulį įgauna tam tikrą kiekį kinetinės energijos, kurią vėliau perduoda susidūrimo su kitu kamuoliu metu. Jei susidūrimas įvyksta tiesia linija, visa kinetinė energija perduodama taikinio rutuliui, o tai reiškia, kad baltas rutulys sustoja, o taikinio rutulys pajuda lygiai tokiu pat greičiu. Jei rutuliai pataiko kampu, tada kinetinė energija yra padalinta tarp jų.