非弾性衝突とは?
ひだんせいしょうとつ
非弾性衝突とは、衝突の前後で運動エネルギーが保存されない衝突のことで、変形や熱・音などの形でエネルギーが失われます。
非弾性衝突(inelastic collision)とは、二つ以上の物体が衝突する際に、衝突前後の運動エネルギーの総量が保存されない衝突を指します。失われた運動エネルギーは、物体の変形、熱、音、内部エネルギーなどに変換されます。
物理学において衝突は大きく2種類に分類されます。弾性衝突(elastic collision)では運動量と運動エネルギーの両方が保存されます。一方、非弾性衝突では運動量は保存されますが、運動エネルギーは保存されません。非弾性衝突の中でも、衝突後に二物体が一体となって動く場合を「完全非弾性衝突」と呼び、運動エネルギーの損失が最大になります。
日常生活における例は非常に多く見られます。
- 粘土の衝突:くっついて一体化する典型的な完全非弾性衝突
- 自動車の追突事故:車体が変形し、運動エネルギーが熱・変形エネルギーに変わる
- 野球のバッティング:ボールが変形してエネルギーが一部失われる
- ボールの床への落下:跳ね返るたびに高さが低くなるのはエネルギー損失のため
工学・設計分野では、衝撃吸収材(クランプルゾーン、衝突バッファなど)は意図的に非弾性衝突を起こすことで衝撃力を緩和する仕組みです。
使い方・例文
交通事故の調査で、衝突後の車体変形の程度から衝突エネルギーを推計する際に、非弾性衝突の力学が活用されます。
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