弹性碰撞速度公式

时间:2025-02-15 01:37:29 单机游戏

弹性碰撞是指两个物体在碰撞过程中,形变能够恢复,不发热、发声,没有动能损失。弹性碰撞的速度公式如下:

一般形式的弹性碰撞速度公式

设两个物体的质量分别为 $m_1$ 和 $m_2$,碰撞前的速度分别为 $v_1$ 和 $v_2$,碰撞后的速度分别为 $v_1'$ 和 $v_2'$。根据动量守恒和能量守恒,可以得到以下公式:

$$

v_1' = \frac{(m_1 + m_2)v_1 + 2m_2v_2}{m_1 + m_2}

$$

$$

v_2' = \frac{(m_1 + m_2)v_2 + 2m_1v_1}{m_1 + m_2}

$$

对心碰撞情形

在对心碰撞情形下,由于碰撞前后相对速度彼此相反,恢复系数 $e$ 可以表示为:

$$

e = \frac{v_1'^2 - v_1^2}{v_1 - v_2}

$$

由于 $v_1' = -e(v_1 - v_2)$,可以进一步得到:

$$

v_1' = \frac{2m_2v_2 - m_2v_1v_2 + m_1v_1}{m_1 + m_2}

$$

$$

v_2' = \frac{2m_1v_1 - m_1v_2 + m_2v_2}{m_1 + m_2}

$$

完全弹性碰撞

完全弹性碰撞满足动量守恒和能量守恒,速度公式与一般形式的弹性碰撞速度公式相同:

$$

v_1' = \frac{(m_1 + m_2)v_1 + 2m_2v_2}{m_1 + m_2}

$$

$$

v_2' = \frac{(m_1 + m_2)v_2 + 2m_1v_1}{m_1 + m_2}

$$

这些公式可以帮助我们计算在弹性碰撞过程中物体的速度变化。