碰撞
碰撞是两物体在极短时间内接触的现象。
每个物体个别的动量可以改变，但它们的总动量不会改变。这称为动量守恒定律（总量保持不变）。
动量守恒
守恒：总量保持不变（在封闭系统内）。
封闭系统：无任何东西进入或离开，也无外力施加在系统上。
动量与动能
你也许想先去阅读关于能量的网页。
动能（KE）是运动的能量（KE 源自英语 Kinetic Energy）：
KE = ½ m v2
其中：
- KE 是动能，以焦耳（J，或千克米2/秒2）为单位
- m 是质量（千克）
- v 是速度（米每秒）
例子：一个 1千克重的球以 20米每秒的速度移动，一个 10千克重的球以 2米每秒的速度移动。
每个球的动量和动能是多少？
动量
1千克重的球，速度 20米每秒：
p = m v
p = 1千克 × 20米每秒
p = 20千克米每秒
10千克重的球，速度 2米每秒：
p = 10千克 × 2米每秒
p = 20千克米每秒
两个球的动量是相等的。
动能（KE）
1千克重的球，速度 20米每秒：
KE = ½ m v2
KE = ½ × 1千克 × (20米每秒)2
KE = 200千克米2/秒2 = 200焦耳
10千克重的球，速度 2米每秒：
KE = ½ × 10 kg × (2米每秒)2
KE = 20千克米2/秒2 = 20焦耳
小球的动能大很多！
总括
| 1千克，20米每秒 | 10千克，2米每秒 | |
|---|---|---|
| 动量： | 20千克米每秒 | 20千克米每秒 |
| 动能： | 200焦耳 | 20焦耳 |
所以在动量相同时，动能可以非常不同。
因为动能的公式含有速度的平方。
无弹性与有弹性碰撞
- 无弹性无弹性是软的（像面团）
- 有弹性碰撞是有弹力的（像橡皮球）
完美无弹性碰撞：
- 物体粘在一起，以同一速度移动
- 碰撞使物体变形，所以
- 失去动能（动能变成热、光和声）
完美有弹性碰撞：
- 物体互相弹开
- 总动能保持不变
一般的碰撞都是在无弹性与有弹性碰撞之间的。
例子：掉下网球
网球不会反弹到原来的高度。
因为有些动能在反弹时遗失了（也有一些因为空气阻力而遗失了）
所以这是个稍为无弹性的反弹（大部分的反弹是有弹性的）。
我们可以用从 0（无弹性）到 1（有弹性）的尺度。去动量动画自己看看。
在引力动画网页里的碰撞都是无弹性（两个物体猛撞和结合为一体）的，或者就是有弹性（物体接触然后分开）的。
例子：列车车厢重 25,000千克，以 3米每秒的速度向东走，钩连到重 190,000千克，以 1米每秒的速度向东走的机车上。钩连后的列车的速度是多少？
碰撞是无弹性的，因为车钩把车厢与机车锁在一起。
车厢的动量
p车厢 = 25,000千克 × 3米每秒
p车厢 = 75,000千克米每秒
机车的动量
p机车 = 190,000千克 × 1米每秒
p机车 = 190,000千克米每秒
动量守恒，所以钩连后的总动量和钩连前（分开时）是相同的：
p总 = m总 v
重排为：
v = p总m总
总动量是：
p总 = 75,000千克米每秒 + 190,000千克米每秒 = 265,000千克米每秒
m总 = 25,000千克 + 190,000千克 = 215,000千克
解：
v = 265,000千克米每秒 215,000千克
v = 1.2326…… 米每秒
一般公式
无弹性碰撞是最简单的，如果是其他的碰撞就要用这些公式：
新 va = elast × mb(vb − va) + mava + mbvb ma + mb
新 vb = elast × ma(va − vb) + mava + mbvb ma + mb
其中：
- elast = "恢复系数"，0=无弹性、1=有弹性（或之间任何数值）
- va 和 ma 是物体 a 的速度和质量
- vb 和 mb 是物体 b 的速度和质量
例子（续）：如果钩连不成功，车厢和机车完美的互相弹开，新的速度是多少？
碰撞是完美无弹性的。"elast" 的值是 1：
新 va = elast × mb(vb − va) + mava + mbvb ma + mb
新 vb = elast × ma(va − vb) + mava + mbvb ma + mb
代入数值：
新 va = 1 × 190 × (1 − 3) + 25×3+ 190×1 25 + 190
新 vb = 1 × 25 × (3 − 1) + 25×3 + 190×1 25 + 190
计算：
新 va = −0.5349……
新 vb = 1.4651……
车厢向后以大约 0.5米每秒的速度移动，机车向前以大约 1.5米每秒的速度移动
动量守恒吗？碰撞后的动量是：
pcar = 25,000千克 × 0.5349…… 米每秒 = −13,372千克米每秒
p机车 = 190,000千克 × 1.4651…… 米每秒 = 278,372千克米每秒
p总 = −13,372千克米每秒 + 278,372千克米每秒 = 265,000千克米每秒
这和上面例子一样，所以动量是守恒的。