sammanstötningar

Sammanstötningar är händelser där två eller flera kroppar kommer i kontakt och utövar krafter på varandra under en kort tidsperiod. Dessa händelser leder till förändringar i kropparnas rörelsemängd och energi och studeras inom mekanik för att förutsäga rörelser och krafter vid kollisioner.

De vanligaste kategorierna är elastiska sammanstötningar, där den totala kinetiska energin bevaras, och oelastiska sammanstötningar, där energi omvandlas till deformation, värme och ljud. En särskild typ är helt oelastisk sammanstötning där kropparna faktiskt slås samman och rör sig som en enhet efter kollisionen. I praktiska problem uppträder ofta delvis elastiska kollisioner där en del av energin bevaras kinetiskt medan en del av energin försvinner.

I en isolerad situation bevaras total rörelsemängd. Impuls J som verkar under stöten ger förändringar i kropparnas hastigheter enligt Δp1 = −Δp2, och storleken av J relateras till ändringar i hastigheter. Koefficienten för återstötning, e, definieras som förhållandet mellan den relativa hastighetsändringen efter och före kollisionskraften längs kontaktens normala riktning: e = (v2' − v1')n / (v1 − v2)n, där n är den normala riktningen. e = 1 indikerar elasticitet, medan e = 0 motsvarar helt oelastisk kollisionsform.

Energi som inte behålls som kinetisk energi uppstår som deformation, värme eller ljud. Sammanstötningar används i analys och konstruktion inom teknik och säkerhet, till exempel i bilsäkerhet där krockkuddar, crumple zones och strukturell design används för att minska de maximerade krafterna vid en kollision. Analys kan kompletteras med experimentella metoder som höghastighetskameror och sensorer för att mäta hastigheter och krafter.