(완전 탄성 충돌, 비탄성 충돌, 완전 비탄성 충돌)

위 3가지 충돌에 대해 알기 위해 반발 계수라는 것을 먼저 알아야 한다.

 

반발계수(e) : 두 물체가 충돌하기 전 두 물체의 상대 속도에 대한 충돌한 후 상대 속도의 비.

 

즉, 두 물체에서, 충돌전 상대속도, 충돌후 상대속도의 비

 

라고, 축약할 수 있다.

e = (v1 - v2) / (v2' - v1')

반발계수 e 의 정의역은

( 0<= e <= 1)

반발 계수는 충돌전 물체의 질량이나 상대속도에는 관계가 없고, 두 물체를 구성하는 물질에 따라 결정된다.

 

 

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이제 3가지 충돌에 대해서 알아보자.

 

물체가 충돌할 때 반발 계수에 관계없이 운동량 보존 법칙이 성립한다.

 

충돌은 반발계수에 따라서 3가지로 분류한다.

 

 

 

1)완전 탄성 충돌

e = 1일때의 충돌로 , 충돌 후에 물체들의

전체 운동에너지가

손실 x

보존 o

 

즉, 충돌 전후의 상대 속도의 크기가 같다.

 

예를 들어서, 질량이 같은 움직이는 물체와 정지해 있는 물체가 완전 탄성 충돌을 하면 충돌을 통해 움직이던 물체의 운동량이 정지한 물체에 모두 전달되어 움직이던 물체는 정지하게 되고, 정지해 있던 물체는 튕겨 나가게 된다.

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1) 질량이 같은 움직이는 물체, 정지해 있는 물체

 

2) 완전탄성 충돌!!

 

3) 움직이던 물체 -> 정지, 

  정지해 있던 물체 -> 운동

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2) 비탄성 충돌

0< e <1 일때의 충돌

 

물체들의 전체 운동 에너지가 보존되지 않고 일부 감소하는 경우

 

즉, 충돌후 상대 속도의 크기가 충돌 전보다 작아짐.

 

일상생활의 대부분의 충돌은 대부분 비탄성 충돌에 해당한다.

 

비탄성 충돌 -> 손실된 에너지는 소리 에너지, 열 에너지 등과 같은 다른 에너지로 전환된다.

 

 

3) 완전 비탄성 충돌

e = 0 일때의 충돌

 

충돌 후 물체들이 한 덩어리가 되어 물체들의 전체 에너지가 보존되지 않고 감소하는 경우.

 

충돌후 상대속도는 0이 된다.

 

충돌의 종류	반발계수	운동량	운동에너지
완전 탄성 충돌	e = 1	보존	보존
비탄성 충돌	0 < e < 1	보존	일부 손실
완전 비탄성 충돌	e = 0	보존	최대 손실