Непружне зіткнення, на відміну від пружного, — це зіткнення, при якому кінетична енергія не зберігається через дію внутрішнього тертя. Хоча непружні зіткнення не зберігають кінетичної енергії, вони підкоряються закону збереження імпульсу.
Формула Формули для швидкостей після одномірного зіткнення мають вигляд:
де
va — кінцева швидкість першого тіла після зіткнення vb — кінцева швидкість другого тіла після зіткнення ua — початкова швидкість першого тіла до зіткнення ub — початкова швидкість другого тіла до зіткнення ma — маса першого тіла mb — маса другого тіла CR — коефіцієнт відновлювання; якщо він дорівнює 1, маємо пружне зіткнення; якщо 0 — абсолютно непружне зіткнення (див. нижче).
У системі центра мас формули спрощуються до:
Для дво- та тривимірних зіткнень швидкості в цих формулах — це компоненти, перпендикулярні до дотичної прямої або площини в точці контакту.
Якщо вважати, що тіла не обертаються до і після зіткнення, нормальний імпульс дорівнює:
де — нормальний вектор.
За відсутності тертя зміни швидкостей визначаються так:
Абсолютно непружне зіткнення
Абсолютно непружне зіткнення відбувається тоді, коли система втрачає максимально можливу кінетичну енергію. У такому випадку (коли коефіцієнт відновлювання дорівнює нулю) частинки після зіткнення злипаються. Наведене нижче рівняння описує зіткнення системи з двох тіл (A і B) у випадку, коли імпульс зберігається, оскільки тертя відсутнє:де v — кінцева швидкість, яку визначають якЗменшення повної кінетичної енергії дорівнює її початковому значенню в системі центра мас для системи двох частинок, оскільки після зіткнення в цій системі кінетична енергія дорівнює нулю. У цій системі більша частина початкової кінетичної енергії належить частинці з меншою масою. В іншій системі відліку, окрім зменшення кінетичної енергії, може відбуватися її передача від однієї частинки до іншої; залежність цього ефекту від системи відліку підкреслює його відносний характер. Зміна кінетичної енергії дорівнює:
де μ — зведена маса, а urel — відносна швидкість тіл до зіткнення. Якщо розглянути процес у зворотному часі, отримуємо ситуацію, коли два тіла розлітаються одне від одного, наприклад під час запуску снаряда або коли ракета створює тягу (порівняйте з виведенням рівняння Ціолковського).
Умови виникнення Під час зіткнень макроскопічних тіл частина кінетичної енергії переходить у коливальну енергію атомів, що спричиняє нагрівання, а самі тіла деформуються.
Молекули газу або рідини рідко зазнають ідеально пружних зіткнень, оскільки під час кожного зіткнення відбувається обмін кінетичною енергією між поступальним рухом і внутрішніми ступенями вільності молекул. У будь-який момент приблизно половина зіткнень є — у різному ступені — непружними (пара молекул має меншу кінетичну енергію після зіткнення, ніж до нього), а іншу половину можна описати як «надпружні» (із більшою кінетичною енергією після зіткнення, ніж до нього). Якщо ж усереднити за всім ансамблем, молекулярні зіткнення є пружними.
У ядерній фізиці непружне зіткнення — це таке зіткнення, за якого вхідна частинка переводить ядро в збуджений стан або спричиняє його розпад. Глибоко непружне розсіяння — це метод дослідження структури субатомних частинок, подібний до того, як Резерфорд досліджував внутрішню будову атома (див. розсіяння Резерфорда). Такі експерименти виконували наприкінці 1960-х років на протонах, використовуючи високоенергетичні електрони на Стенфордському лінійному прискорювачі (SLAC). Як і в розсіянні Резерфорда, глибоко непружне розсіяння електронів на протонах показало, що більшість електронів взаємодіють дуже слабо й проходять майже без відхилення, і лише невелика частка відбивається назад. Це свідчить про те, що заряд у протоні зосереджений у невеликих областях, подібно до відкриття Резерфорда про концентрацію позитивного заряду атома в невеличкому ядрі. Однак у випадку з протоном експериментальні дані вказали на три окремі області концентрації заряду (кварки), а не на одну.
Див. також Зіткнення Пружне зіткнення Коефіцієнт відновлювання
Примітки