如果兩個同樣巨大重量外形一樣的物體,以相同的很快的速度撞到一起,且不會破損,會發生什麼?

時間 2021-06-02 04:51:28

1樓:張子立

這個問題本身有一些條件沒給清楚。

首先,相同的很快的速度。我不知道題主多大了,但是物理學上的速度是個向量,就是有方向的物理量。相同的速度意味著大小和方向都一樣,同向等速的兩個物體是不可能撞在一起的。

我相信題主要問的是等大反向。即使是這樣,還是有乙個問題,等大反向的物體也不一定相撞。加入是兩個球形,兩者的速度的方向必須在他們的球心連線上,如下圖所示。

如果像下面這樣,雖然兩個物體速度等大反向,一輩子也撞不到一起。

其次,不會破損,不代表不會變形。你把一塊球形橡皮泥仍在地上,它不會破損還是一塊,但是會從球形變成餅狀。這個叫做塑性形變,當然在塑性形變之前還有彈性形變。

在碰撞中,形變是非常重要的。但是如果題主想說的不會破損也包括不會形變,那麼恭喜你,獲得力學寶物之一—剛體。

ps:如果不是剛體,這個答案能寫成一本教科書。

第三,同樣重量,外形一樣的物體,不一定碰撞的時候狀態一樣。如下圖所示,這是兩個同樣外形,同樣大小的物體。但是由於狀態不同,在碰撞的時候會導致物體旋轉。

物體越不規則,可能出現的旋轉的方向越複雜。當然,如果題主的意思是乙個理想球形。那麼恭喜題主,獲得力學至寶—剛性小球。

這個時候物體是不是巨大已經沒有意義了,因為剛性小球被認為是乙個不可分割的整體。

解決了以上三個問題,這個題就變成了:如果兩個質量和體積均相等的勻質球形剛體分別以等大反向的速度沿兩球的球心連線運動,忽略一切阻力,碰撞之後會發生什麼?

這個問題就很好回答了。兩個球形剛體構成乙個孤立系統。假設兩個球形的溫度也相同,就忽略傳熱效應,就可以忽略物體的內能。

在這個時候,系統的總能量可以近似看為兩個求形剛體的動能之和(嚴格說肯定有問題)。這個時候,由於兩個球等重,等速,反向,那麼兩者的動能之和是mv^2。碰撞之後,由於是完全彈性碰撞,兩者的動能之和依然是mv^2。

同時,碰撞之前,兩個球體的動量之和是0,當發生碰撞的時候,由於碰撞點在球心連線,且兩個球體都是剛體,那麼處於純彈性碰撞。根據動量守恆定律,碰撞之後動量還未0。因此,碰撞之後,兩個球會沿著球心連線的方向,沿著各自之前的運動方向的反向以同樣的速率前進。

如果想看一下大概是什麼樣子,最接近這個模型的是牛頓擺,就是那種乙個架子上有5個小球,撞來撞去的。你可以一邊拿起兩個,讓他們各自對準中間的小球擺下去,看看會發生什麼。

2樓:薛定飯

問出這個問題證明沒學過動量定理。不打算講動量,糾正題目中的幾處問題。

首先,描述物體的時候,「巨大」.「重量」.「外形」這些詞都是不規範的。建議換成「體積,質量相等」。

其次,相同的速度是撞不上的,建議換成「速度等大反向」。

最後,「很快」用來形容速度顯然有點不明所以,很快是多快?這不是科學的說法。

另,不會破損這種形容有些低端,建議檢視剛體定義,並做改正。

3樓:

恭喜你找到了物理學中經常談到但是現實世界中從來沒有出現過的物體:剛性小(大)球。

這玩意兒和無視風阻絕對光滑的滑塊並稱為物理學兩大奇葩。

4樓:amage99

在你的物理知識不夠豐富,對談論領域不是很了解的情況下,最好不要妄作理想化假定。因為理想假定一般都涉及「無窮大」或者「無窮小」的概念,妄用的話很容易產生無窮大的力或者速度之類的結論,這些都是無法成立的。從而讓你的提問失去意義,顯得很傻。

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