![碰撞[物理學名詞]](/img/3/2d1/nBnauM3X3IDNzATMxYTMyYzN3QTM5YzNyITOzQTNwAzMwIzL2EzL3MzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLwE2LvoDc0RHa.jpg "碰撞[物理學名詞]")
詞語解釋
碰撞兩個做相對運動的物體，接觸並迅速改變其運動狀態的現象。可以是巨觀物體的碰撞，如打夯、鍛壓、擊球等，也可以是微觀粒子如原子、核和亞原子粒子間的碰撞。經典力學中通常研究兩個球的正碰，即其相對速度正好在球心的聯線上。由於碰撞過程十分短暫，碰撞物體間的衝力遠比周圍物體給它們的力為大，後者的作用可以忽略，這兩物體組成的系統可視為孤立系統。動量和能量守恆，但機械能不一定守恆。如果兩球的彈性都很好，碰撞時因變形而儲存的勢能，在分離時能完全轉換為動能，機械能沒有損失，稱完全彈性碰撞，鋼球的碰撞接近這種情況。如果是塑性球間的碰撞，其形變完全不能恢復，碰撞後兩球同速運動，很大部分的機械能通過內摩擦轉化為內能，稱完全非彈性碰撞，如泥球或蠟球的碰撞，衝擊擺也屬於這一類。介於兩者之間的即兩球分離時只部分地恢復原狀的，稱非完全彈性碰撞，機械能的損失介於上述兩類碰撞之間。微觀粒子間的碰撞，如只有動能的交換，而無粒子的種類、數目或內部運動狀態的改變者，稱彈性碰撞或彈性散射；如不僅交換動能，還有粒子能態的躍遷或粒子的產生和湮沒，則稱非彈性碰撞或非彈性散射。在粒子物理學中可藉此獲得有關粒子間相互作用的信息，是頗為重要的研究課題。
碰撞過程時間極短，所以內力總是大於外力，動量必守恆。
（1）碰撞一般分為壓縮階段和恢復階段兩個過程。
（2）碰撞可以分為以下幾類：完全彈性碰撞、完全非彈性碰撞和非完全彈性碰撞。
碰撞中的能量轉化
在壓縮階段中物體的動能轉化為其他形式的能量，而在恢復階段中其他形式的能量轉化為動能。
在完全彈性碰撞中，碰撞前後總動能不變。
分類
按能量角度分類
理想彈性碰撞
碰撞兩個物體互相碰撞，能量不轉換為內能（如熱或變形）。按照熱力學第一定律，碰撞前動能和與碰撞後動能和相等。在動量守恆定律中碰撞前的動量（向量）和同樣等於碰撞後的動量和。
理想彈性碰撞在巨觀上是一個物理模型。由於摩擦和其他因素的存在，系統總會損失動能。相關的模型如檯球和橡膠球。
在原子和基本粒子的碰撞中，依據量子力學存在一個最小能，這個最小能給原子或其他粒子以推動力，或在量子物理學中創造和和轉換粒子提供必要條件。這個能量仍然不足以發生理想彈性碰撞。
按照熱力學第一定律，碰撞前後的動量和必須相等。
動量的方向不可忽略，因為向量和在n維空間（n>1）中是一個大數值。向量平方在能量守恆定律中視作標量。因此請注意，以下算式中速度與碰撞方向相同（相切），而不是相交。
在二維或多維空間中必須將碰撞依據碰撞角拆開分析。
非彈性碰撞
每次彈跳都是一個非彈性碰撞在“非彈性碰撞”中一部分動能轉化為內能(U)。當物體在碰撞時發生變形或發熱時，碰撞稱為“非彈性的”。
非彈性碰撞滿足動量守恆，但不滿足機械能守恆（部分轉換為內能）。
完全非彈性碰撞
在完全非彈性碰撞中，碰撞後完全不反彈，儘可能多的動能部分轉化為內能，則在這種碰撞系統中動能損失最大。因此兩個物質在碰撞後“粘”在一起並按照相同的速度繼續飛行。例如兩個橡皮泥球在碰撞後互粘在一起並按同一速度繼續移動。
超彈性碰撞
在超彈性碰撞中內能轉換超過最少中一個碰撞物的動能。其動能在此次碰撞後大於其碰撞前的動能。數學表達同總述的非彈性碰撞，為U < 0。
按碰撞角度分類
正碰（directimpact)
一個運動的球與一個靜止的球碰撞，碰撞之前球的運動速度與兩球心的連線在同一條直線上，碰撞之後兩球的速度仍會沿著這條直線。這種碰撞稱為正碰，也叫對心碰撞。
斜碰（obliqueimpact)
一個運動的球與一個靜止的球碰撞，如果碰撞之前球的運動速度與兩球心的連線不在同一條直線上，碰撞之後兩球的速度都會偏離原來兩球心的連線。這種碰撞稱為斜碰，也叫非對心碰撞。
物體對障礙物的碰撞
一物體對某固定物體如地面、牆的碰撞屬此類型，也可分為正碰撞和斜碰撞。
物體對可轉動物體的碰撞
當物體甲與可繞O軸轉動的物體乙發生碰撞時，物體乙突然獲得一角速度變化（圖4）。一般在乙的支承O處也立刻產生一碰撞反力，其大小跟碰撞作用的位置，即距離OO1有關。但在特殊條件下，懸掛物體雖受衝擊力，其約束力仍可為零。
其他類型的碰撞
散射
在粒子物理，原子物理或者當一個光子作為碰撞物之一時，碰撞也稱為散射，散逸或漫射。當一個粒子在碰撞中向另一個能級躍遷時，也稱作非彈性碰撞（非彈性散射）。當多數光子參與一個非彈性散射時會改變其總波長。相關請參閱散射和散射原理。
反應碰撞
反應碰撞來自反應，如化學反應或通過高能粒子在量子物理學中的碰撞產生新的粒子。在此必須注意，碰撞前後不同的粒子提供了能量和動量。在碰撞過程中速度變化的同時也存在粒子質量和數量的變化。
反應碰撞的一種類型如“電負性交換”：一個原子，分子或離子，一個或多個電子交換的原子物理學過程。很可能在此過程中一個電子給其中一個碰撞物帶上正電性。如太陽風中的正電子（參見高能離子）通過彗星周圍的氣層時被捕獲並發出x射線。
套用
用碰撞時產生的巨大碰撞力來產生巨大瞬時力，如各種衝壓機、打樁機、炮彈穿甲等。相反地，有時要避免巨大碰撞力的危害，採用各種緩衝裝置，如彈性體或液壓緩衝器，以延長碰撞時間，從而減小碰撞力。碰撞已成為現代工程技術中一個重要的力學問題。巨大的碰撞力和連續作用的碰撞，對材料的強度和疲勞有很大影響。此外，儀表、裝置和設備應保證在其載體受到碰撞和衝擊載荷時,能夠正常工作，不致鬆動、失靈和損壞。
