충돌

두 물체의 1차원 완전탄성, 비탄성, 부분 복원 충돌을 계산합니다. 보이는 공식과 단계별 풀이를 제공합니다.

핵심 공식

elastic v1,v2; inelastic v=(m1u1+m2u2)/(m1+m2); 0<=e<=1

1차원 충돌은 어떻게 푸나요?

운동량을 보존하세요: m₁u₁ + m₂u₂ = m₁v₁ + m₂v₂. 완전 비탄성 충돌에서는 두 질량이 하나의 최종 속도 v = (m₁u₁ + m₂u₂)/(m₁+m₂)를 공유합니다. 탄성 충돌에서는 표준 1차원 v₁, v₂ 공식을 사용합니다(이는 e = 1과 같습니다). 부분적으로 튕기는 경우에는 반발 계수 e를 일반 1차원 공식에 대입합니다.

이 도구 정보

두 물체의 1차원 완전탄성, 비탄성, 부분 복원 충돌을 계산합니다. 이 페이지는 공식, 단위, 단계별 풀이를 보여 주어 각 값을 확인할 수 있습니다.

이 계산기 사용법

  1. 풀고자 하는 변수를 선택하고 이미 알고 있는 값을 확인하세요.
  2. 계산하기 전에 모든 입력값을 일관된 단위로 입력하세요.
  3. 결과를 입력값의 크기와 비교해 물리적으로 타당한지 확인하세요.
  4. 단계별 풀이를 보고 공식이 어떻게 변형되고 계산되었는지 확인하세요.

풀이 예제

예제 1: 질량이 같은 탄성 충돌

m₁ = m₂ = 2.0 kg, u₁ = 3.0 m/s, u₂ = 0. 탄성 충돌 후 v₁ = 0, v₂ = 3.0 m/s — 속도가 서로 교환됩니다. 충돌 전후 운동량은 모두 6.0 kg·m/s입니다.

예제 2: 완전 비탄성 충돌(붙는 경우)

m₁ = 3.0 kg이 4.0 m/s로 움직여 정지해 있는 m₂ = 1.0 kg과 충돌해 붙습니다. v = (3×4 + 1×0)/(3+1) = 3.0 m/s. 운동 에너지는 24 J에서 18 J로 줄어듭니다.

예제 3: 부분 반발 e = 0.5

m₁ = 2.0 kg, m₂ = 2.0 kg, u₁ = 4.0 m/s, u₂ = 0, e = 0.5. 최종 속도는 탄성과 완전 비탄성의 양극단 사이에 위치하며, 운동량은 여전히 균형을 이루지만 운동 에너지의 일부는 손실됩니다.

자주 묻는 질문

모든 1차원 충돌에서 보존되는 것은 무엇인가요?

짧은 충돌 동안 외력을 무시할 수 있다면 선운동량은 보존됩니다. 운동 에너지는 이상적인 탄성 충돌(e = 1)에서만 보존됩니다.

완전 비탄성 충돌의 공식은 무엇인가요?

두 질량이 붙어서 하나의 속도로 움직입니다: v = (m₁u₁ + m₂u₂)/(m₁ + m₂). 이 경우는 운동량 보존과 양립하는 범위 내에서 운동 에너지를 가장 많이 잃습니다.

탄성 충돌의 v₁, v₂ 공식은 무엇인가요?

v₁ = (u₁(m₁ − m₂) + 2 m₂ u₂)/(m₁ + m₂)이고 v₂ = (u₂(m₂ − m₁) + 2 m₁ u₁)/(m₁ + m₂)입니다. 질량이 같으면 두 물체는 초기 속도를 서로 교환합니다.

반발 계수 e는 무엇을 의미하나요?

e는 분리 속도와 접근 속도의 비율을 나타냅니다. e = 1은 탄성 충돌, e = 0은 완전 비탄성(붙어버림) 충돌이며, 0 < e < 1은 부분적으로 튕기는 충돌입니다.

속도의 부호는 어떻게 정하나요?

한 방향(보통 오른쪽)을 양(+)으로 정하고, 충돌 전후 두 질량 모두에 동일하게 적용하세요. 반대 방향으로 움직이면 부호도 반대가 됩니다.

관련 계산기

  • 속도
  • 운동 에너지
  • 일(에너지)
  • 외적
  • 내적
  • 운동학
  • 힘
  • 변위

이 섹션의 계산기 · 모든 계산기 보기