30. Соударение свободных, движущихся по инерции частиц

30. Соударение свободных, движущихся по инерции частиц

А теперь давайте рассмотрим случай соударения свободных частиц, обе которых находились до момента контакта в процессе инерционного движения.

Что же произойдет с каждой из частиц после того, как они столкнулись? Очень важную роль в этом будет играть то, как будут располагаться друг по отношению к другу векторы Сил Давления обеих частиц. Векторы Сил Давления могут быть:

1) противоположно направлены;

2) направлены под углом друг к другу.

Для того чтобы определить, как будет направлен вектор равнодействующей Силы, мы не станем изобретать ничего нового и обратимся к Правилу Параллелограмма.

Что же происходит с обеими частицами в момент соударения?

В момент соударения каждая из частиц испытывает на себе действие двух Сил:

1) собственной Силы Инерции;

2) Силы Давления, вызванной второй из соударяющихся частиц.

Если вы помните, мы присвоили Правилу Параллелограмма еще одно название – Правило Подчинения Доминирующей Силе с учетом действия меньшей Силы. Т. е. в соответствии с этим Правилом, любая частица всегда в большей мере подчиняется наибольшей по величине Силе. Однако действие меньшей из Сил тоже учитывается, причем учитывается в соответствии с особенностями сложения и вычитания векторов. Если векторы Сил лежат на одной прямой и, естественно, противоположно направлены, из большего вектора вычитается меньший. Полученная разность – это и есть равнодействующая Сила. Если векторы располагаются под углом друг к другу, то диагональ параллелограмма, построенного на векторах как на сторонах, как раз укажет направление и величину результирующей Силы. Это означает, что для каждой из двух частиц мы строим свой Параллелограмм и высчитываем свою собственную равнодействующую. И после соударения каждая из столкнувшихся частиц отправится по новому направлению и с новой скоростью движения (ведь Сила указывает на скорость), которые соответствуют величине и направлению равнодействующей. При этом неважно, разная или одинаковая скорость движения частиц, т. е. независимо от величины их Силы Инерции.

Во всех случаях, когда векторы направлены под углом, большим 180?, направление движения обеих частиц изменится после соударения. Если же векторы лежат на одной прямой, то после соударения частица с большей Силой Инерции (и, соответственно, с большей Силой Давления) сохранит прежнее направление. Хотя и уменьшит скорость, так как из ее вектора Силы будет вычтен вектор Силы второй частицы. А вот частица с меньшей Силой Инерции (и Давления) изменит направление своего движения на противоположное.

Как вы видите, соударяющиеся частицы не проходят друг сквозь друга. Механизм их соударения очень напоминает соударение двух брошенных мячиков. Это неудивительно, ведь любое шарообразное тело (мячик) построено из одного и того же материала – из элементарных частиц. Частицы-мячики сталкиваются и отскакивают под углом (если соударились под углом).