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衝突計算ツール(1次元)

1次元の衝突を解きます:弾性、完全非弾性、または任意の反発係数で、終速度と運動エネルギーを求めます。

このツールについて

衝突計算ツール(1次元)は、2物体の正面衝突後の速度を求める無料のブラウザ内物理ツールです。各質量と初速度を入力し、衝突の種類を選ぶと、両方の終速度に加えて運動量と運動エネルギーの収支を返します。すべての計算はブラウザ内でローカルに実行されます。

運動量は常に保存されます:p = m₁v₁ + m₂v₂。完全非弾性衝突では物体が一体となり v' = (m₁v₁ + m₂v₂)/(m₁ + m₂) となります。弾性衝突では v₁' = ((m₁ − m₂)v₁ + 2m₂v₂)/(m₁ + m₂) と v₂' = ((m₂ − m₁)v₂ + 2m₁v₁)/(m₁ + m₂) を用います。任意の反発係数 e の場合は、運動量保存と e = (v₂' − v₁')/(v₁ − v₂) を組み合わせます。

結果タイルには衝突後の両速度、保存される全運動量、衝突前後の運動エネルギーが表示され、衝突がどれだけのエネルギーを散逸させるかが正確にわかります。運動の直線に沿った向きは、速度の正負で示してください。

よくある質問

反発係数とは何ですか?
e = (v₂' − v₁')/(v₁ − v₂) で、衝突前に対する衝突後の相対速度の比です。e = 1 は完全弾性(エネルギー損失なし)、e = 0 は完全非弾性(物体が一体化)、その間の値は現実の部分的に跳ね返る衝突を表します。
運動量は常に保存されますか?
はい。全運動量 p = m₁v₁ + m₂v₂ はどの衝突の種類でも保存されるため、運動量タイルは衝突前後で同一です。一方、運動エネルギーは完全弾性衝突でのみ保存されます。
弾性衝突で等しい質量が速度を入れ替えるのはなぜですか?
m₁ = m₂ のとき弾性の式は v₁' = v₂、v₂' = v₁ に簡略化されるため、2物体は単に速度を交換します — 等しい質量と任意の速度で確認できる古典的な結果です。
向きはどう入力すればよいですか?
各速度の符号を使ってください:衝突の直線に沿って一方を正、もう一方を負とします。質量は正でなければなりません。すべてブラウザ内で計算され、アップロードはありません。

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