Stötar & kollisioner

Hej! Du kanske tidigare läst om rörelsemängd och nu kommit hit för att lära dig mer om stötar. Det finns tre typer av stötar, elastisk stöt, oelastisk stöt och fullständigt oelastisk stöt. För alla stötar gäller givetvis lagen om rörelsemängdens bevarande, rörelsemängden är lika stor före som efter stöten eller kollisionen.

För att inte behöva scrolla otroligt långt har vi flyttat ut varje exempel på en separat sida. Du kommer dit genom att klicka på den röda knappen under varje rubrik.

Elastisk stöt

I en elastisk stöt bevaras både rörelsemängden och rörelseenergin. Ett exempel på detta vore om vi släpper en studsboll från en höjd, om bollen sedan studsar upp till exakt samma höjd har inte bollen förlorat någon energi. Ett räkneexempel på två vagnar som står på en glidbana finns på knappen nedan.

Exempel på elastisk stöt

Oelastisk stöt

I en oelastisk stöt bevaras rörelsemängden, men rörelseenergin är minskar efter stöten. Exempelvis här är om två kundvagnar kolliderar och någon deformation sker, då kan rörelseenergi ha omvandlats till värmeenergi eller något annat arbete. Ett exempel på två bilar som stöter i varandra finns på knappen nedan.

Exempel på oelastisk stöt

Fullständigt oelastisk stöt

I en fullständigt oelastisk stöt sitter föremålen ihop efter stöten. Rent fysikaliskt betyder det att de båda föremålen har samma hastighet efter kollisionen. Exempel vore om två skridskoåkare åkte in i varandra och sedan höll i varandra. Exempel på en fullständigt oelastisk stöt finns nedan. Där skjuts en kanonkula in i en vagn och den nya hastigheten beräknas.

Exempel på fullständigt oelastisk stöt

Stöttal (Studskoefficient)

Ett stöttal, eller studskoefficient är ett tal som ger kvoten mellan relativ hastighet före en stöt och relativ hastighet efter en stöt. Det är användbart för att klassificera en stöt.

    \[e = \frac{\text{Relativ hastighet efter stöt}}{\text{Relativ hastighet före stöt}}\]

Vad är relativ hastighet?

Relativ hastighet är om vi kikar på ett objekts hastighet från ett annat objekt. Ett exempel är om vi kör i 40 km/h på en väg och möter en moped som också kör i 30 km/h. Den relativa hastigheten mopeden har sett från bilen är då 70 km/h.

Ett annat exempel är om du cyklar i 15 km/h och blir omkörd av en bil med hastigheten 25 km/h. Då har bilen en relativ hastighet sett från cykeln på 10 km/h.

Ett sätt att få fram den relativa rörelsen på vår nivå är att hoppa in i det ena objektet och låtsas titta på det andra objektet. Rent matematiskt kan relativ hastighet skrivas som en vektor från objektet till observatören.

Värden på e

Värdet på e talar vad det är för typ av stöt.

  • e = 0 är en fullständigt oelastisk stöt.
  • 0 < e < 1 är en oelastisk stöt.
  • e = 1 är en elastisk stöt.

Det är lätt att trassla till det med relativ hastighet, ett sätt som kan minska risken för fel är att rita figurer.