Énergie cinétique perdue à la collision

Ce calculateur d'énergie cinétique perdue à la collision indique combien d'énergie mécanique disparaît lorsque deux corps restent collés dans une collision frontale parfaitement inélastique. Vous fournissez les deux masses et leurs vitesses initiales unidimensionnelles ; le moteur conserve la quantité de mouvement pour obtenir la vitesse finale commune, compare l'énergie cinétique initiale et finale, puis renvoie la différence positive comme énergie dissipée en chaleur, déformation ou son. Une forme fermée équivalente utilise la masse réduite : l'énergie cinétique perdue vaut la moitié de mu multipliée par le carré de la vitesse relative d'approche, avec mu égal à m1 m2 sur m1 plus m2. Le résultat est entièrement déterministe, sans appels réseau, sans échantillonnage et sans raccourcis dépendant de la date. Les masses doivent être non négatives et la masse totale ne doit pas être nulle, sinon la vitesse finale commune et la perte d'énergie sont indéfinies.

Ce que signifie l'énergie cinétique perdue dans une collision parfaitement inélastique

Dans une collision frontale parfaitement inélastique, les deux objets restent collés et se déplacent comme un seul corps combiné après l'impact. La quantité de mouvement le long de la ligne de mouvement se conserve si les impulsions extérieures sont négligeables pendant le bref contact, de sorte que la somme des produits masse fois vitesse avant le choc égale la masse totale multipliée par la vitesse finale partagée après le choc.

La différence est l'énergie cinétique perdue, que les manuels associent à une conversion irréversible en chaleur, déformation permanente, son ou d'autres canaux non mécaniques. La même perte s'écrit avec la masse réduite mu égale à m1 m2 sur m1 plus m2 comme un demi mu multiplié par le carré d'ouvrir parenthèse v1 moins v2 fermer parenthèse, quantité toujours non négative pour des masses et vitesses réelles et qui ne s'annule que lorsque la vitesse relative est nulle.

Ce calculateur rapporte cette perte scalaire avec les grandeurs intermédiaires qui rendent le résultat auditable : entrées normalisées, masse totale, masse réduite, vitesse finale, KE initiale, KE finale, la précision utilisée, une étiquette de méthode, un rappel de formule et une indication d'unité en joules lorsque les masses sont en kilogrammes et les vitesses en mètres par seconde. Les approches en sens opposés utilisent des signes de vitesse opposés sur le même axe ; un corps initialement au repos a simplement une vitesse initiale nulle.

Où les contrôles de perte d'énergie à la collision s'intègrent dans l'étude, la conception et le logiciel

Les étudiants rencontrent l'énergie cinétique perdue lorsqu'un manuel introduit les collisions parfaitement inélastiques, lorsqu'un laboratoire lâche de la pâte à modeler sur un chariot et demande combien d'énergie n'a pas été conservée, ou lorsqu'un problème de concours couple la conservation de la quantité de mouvement à une question de perte d'énergie après l'impact de collage.

Les enseignants peuvent pré-générer des clés de correction pour des valeurs modestes de masse et de vitesse sans se fier à des applications de calcul opaques qui changent d'unités en silence ou confondent les cas élastiques et inélastiques.

Les développeurs appellent le même contrat depuis des scripts pour semer des vecteurs de test déterministes pour des démos de physique de jeu, normaliser des paramètres de choc saisis par l'utilisateur avant un contrôle de corps libre ou de déformation, ou satisfaire des énoncés de défis de programmation qui exigent les joules perdus plutôt qu'un croquis approximatif.

Les contrôles d'ingénierie et de produit de premier ordre utilisent la formule lorsque seules les masses et vitesses d'approche sont connues et qu'une borne supérieure de dissipation d'énergie suffit avant de modéliser des charges multi-axes ou la plasticité du matériau. Les outils de produit et d'éducation utilisent le point d'accès lorsqu'un apprenant saisit deux masses et deux vitesses et que l'interface doit montrer combien d'énergie cinétique a disparu après un choc parfaitement inélastique.

Associez-le à l'aide de vitesse commune inélastique, aux vitesses finales élastiques, à l'énergie cinétique ou aux outils force-poids lorsque vous avez besoin de mécanique connexe, et à d'autres points d'accès mathématiques lorsque vous construisez un petit laboratoire de calculateurs de physique gratuits et déterministes.