การชนของวัตถุในหนึ่งมิติ (one-dimensional collision) คือ การชนของวัตถุสองวัตถุที่เคลื่อนที่อยู่ในแนวเส้นตรงเดียวกัน โมเมนตัมทั้งหมดของระบบจะยังคงอยู่ตลอดไป ไม่ว่าวัตถุจะชนกันแบบไหนก็ตาม
ประเภทของการชนของวัตถุในหนึ่งมิติ
การชนของวัตถุในหนึ่งมิติสามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภทหลักๆ ดังนี้
- การชนแบบยืดหยุ่น (elastic collision) คือ การชนของวัตถุสองวัตถุที่ไม่มีการสูญเสียพลังงานจลน์ วัตถุทั้งสองจะเปลี่ยนความเร็ว แต่มวลรวมและโมเมนตัมทั้งหมดของระบบจะยังคงอยู่ตลอดไป
- การชนแบบไม่ยืดหยุ่น (inelastic collision) คือ การชนของวัตถุสองวัตถุที่มีการสูญเสียพลังงานจลน์ วัตถุทั้งสองจะเปลี่ยนความเร็วและโมเมนตัมทั้งหมดของระบบจะยังคงอยู่ตลอดไป แต่มวลรวมของระบบจะยังคงอยู่ตลอดไป
ตัวอย่างการชนของวัตถุในหนึ่งมิติ
- การชนของลูกบอล : การชนของลูกบอลกับพื้นหรือกับลูกบอลอีกลูกหนึ่ง
- การชนของรถยนต์ : การชนของรถยนต์กับรถยนต์อีกคันหนึ่งหรือกับสิ่งกีดขวาง
- การชนของจรวด : การชนของจรวดกับอากาศ
กฎการอนุรักษ์โมเมนตัมสำหรับการชนของวัตถุในหนึ่งมิติ
กฎการอนุรักษ์โมเมนตัมสำหรับการชนของวัตถุในหนึ่งมิติระบุว่า โมเมนตัมทั้งหมดของระบบจะคงอยู่ตลอดไป ไม่ว่าวัตถุจะชนกันแบบไหนก็ตาม ความสัมพันธ์ระหว่างโมเมนตัมก่อนและหลังชนกันคือ
1 | p_i = p_f |
โดยที่
- p_i คือ โมเมนตัมก่อนชนกัน (kg * m/s)
- p_f คือ โมเมนตัมหลังชนกัน (kg * m/s)
การประยุกต์ใช้กฎการอนุรักษ์โมเมนตัมสำหรับการชนของวัตถุในหนึ่งมิติ
กฎการอนุรักษ์โมเมนตัมสำหรับการชนของวัตถุในหนึ่งมิติสามารถประยุกต์ใช้เพื่อแก้ปัญหาต่างๆ ในวิชาฟิสิกส์ได้ เช่น
- การหาความเร็วของวัตถุหลังจากชนกัน
- การหาแรงที่กระทำต่อวัตถุ
- การหาการเปลี่ยนแปลงโมเมนตัม
สรุป
การชนของวัตถุในหนึ่งมิติเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นในชีวิตประจำวันและในงานอุตสาหกรรมมากมาย กฎการอนุรักษ์โมเมนตัมสำหรับการชนของวัตถุในหนึ่งมิติช่วยให้เราสามารถเข้าใจและอธิบายการชนของวัตถุได้อย่างถูกต้อง