การชน (Collision) ในการชนกันของวัตถุ วัตถุแต่ละชิ้น จะเกิดการแลกเปลี่ยนความเร็ว และทิศทางในการเคลื่อนที่ โดยอาศัยกฎการอนุรักษ์โมเมนตัม

Collisions in One Dimension การชนใน 1 มิติ Collisions in One Dimension ชนแบบยืดหยุ่นสมบูรณ์ (Completely Elastic Collision) ชนแบบไม่ยืดหยุ่น (Inelastic Collision) ชนแบบไม่ยืดหยุ่นสมบูรณ์ (Completely Inelastic Collision)

การชนแบบยืดหยุ่นสมบูรณ์ Completely Elastic Collision คือการที่วัตถุชนกันแล้ว วัตถุมีการแยกตัวออกจากกันหลังชนในการชนแบบนี้ จะเกิดการอนุรักษ์โมเมนตัมและพลังงานจลน์รวมจะคงที่

ก่อนชน หลังชน 1

2 1 2 1 ดูภาพการชน

การชนแบบไม่ยืดหยุ่น Inelastic Collision คือการที่วัตถุชนกันแล้ว วัตถุมีการแยกตัวออกจากกันหลังชนในการชนแบบนี้ จะเกิดการอนุรักษ์ โมเมนตัมแต่พลังงานจลน์รวมจะไม่คงที่ เนื่องจากเสียพลังงานจลน์ไปเป็นพลังงานในรูปอื่น เช่น ทำให้วัตถุเสียรูปทรง เกิดเสียงดัง มีประกายไฟ ดูภาพการชน

การชนแบบไม่ยืดหยุ่นสมบูรณ์ Completely Inelastic Collision คือการที่วัตถุชนกันแล้ว วัตถุมีการติดกันไปหลังชนกัน ในการชนแบบนี้ จะเกิดการอนุรักษ์โมเมนตัมแต่พลังงานจลน์รวมจะไม่คงที่ เนื่องจากเสียพลังงานจลน์ไปเป็นพลังงานในรูปอื่น เช่นเดียวกันกับชนแบบไม่ยืดหยุ่น ดูภาพการชน

วัตถุมวล 2 kg วิ่งด้วยความเร็ว 4 m/s เข้าชนมวล 10 kg ซึ่งหยุดอยู่กับที่ ถ้าการชนครั้งนี้ไม่มีการสูญเสียพลังงานจลน์ จงหาขนาดและทิศทางของความเร็วหลังชนวัตถุทั้งสอง ลองคิดดู 1 v1 v2 4 m/s

ปล่อยทรงกลมมวล 4 kg จากตำแหน่งที่เชือกอยู่ในแนวระดับให้เข้าชนแท่งไม้มวล 5 kg ซึ่งวางนิ่งบนพื้นราบที่มีค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทาน 0.5 ถ้าการชนเป็นแบบยืดหยุ่น จงหาว่าแท่งไม้จะไถลไปบนพื้นได้ระยะ s เป็นเท่าไร กำหนดเชือกยาว 3 เมตร ลองคิดดู 2 S

ลองคิดดู 3 ลูกปืนมวล 3 กรัม มีความเร็ว 700 m/s วิ่งทะลุผ่านแท่งไม้มวล 600 กรัม ทำให้แท่งไม้มีความเร็ว 2 m/s ความร้อนของลูกปืนหลังทะลุแท่งไม้ทันทีเป็นเท่าไร ถ้าพลังงานจลน์ที่สูญเสียเป็นความร้อนทั้งหมด

ลองคิดดู 4 ยิงลูกปืนมวล 10 กรัม ในแนวระดับเข้าไปฝังในเป้ามวล 5 กิโลกรัม ซึ่งผูกเชือกแขวนไว้ในแนวดิ่ง เป้าจะแกว่งขึ้นไปสูงกว่าตำแหน่งเดิม 20 เซนติเมตร จงหาความเร็วลูกปืนที่เข้าฝังเป้า 20 cm

ลองคิดดู 5 วัตถุมวล m1 เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว u เข้าชนวัตถุมวล m2 ที่ผูกติดกับสปริง ดังรูป โดยมวล m1 จะเคลื่อนที่ถอยหลังกลับมาด้วยความเร็ว v จงหาว่าสปริงถูกอัดเข้าไปเป็นระยะเท่าไร กำหนดให้ ค่านิจของสปริง k และพื้นลื่น u

แท่งไม้มวล m1 = 2.0 kg ไถลไปตามพื้นที่ไม่มีความฝืดด้วยอัตราเร็ว 10 m/s ข้างหน้าของมันมีแท่งไม้มวล m2 = 5.0 kg เคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็ว 3.0 m/s ในทิศเดียวกัน สปริงมีมวลน้อยมากและมีค่านิจสปริง k = 1120 N/m ติดด้านหลังมวล m2 ดังรูป เมื่อแท่งไม้ทั้งสองชนกัน สปริงจะถูกอัดมากที่สุดเท่าใด สมมติสปริงไม่โค้งงอและยังเป็นไปตามกฎของฮุค ระหว่างสปริงยุบตัว ลองคิดดู 6 3 m/s 10 m/s

Collisions in Two Dimension การชนใน 2 มิติ Collisions in Two Dimension การชนกันในสองมิติเป็นการชนกันของวัตถุบนระนาบเดียวกัน แนวการชนไม่ผ่านจุดศูนย์กลางมวลของวัตถุทั้งสอง การชนในสองมิติแตกต่างจากการชนในหนึ่งมิติ คือ วัตถุสองสิ่งที่ชนกันจะมีการเคลื่อนที่แยกออกทำมุมต่อกัน เช่น การชนกันของลูกบิลเลียดหรือสนุ๊กเกอร์ ลูกบิลเลียดหรือสนุ๊กเกอร์จะกระเด็นแยกออกทำมุมต่อกัน

การชนในสองมิติแบบยืดหยุ่น ผลรวมของโมเมนตัมของระบบ และผลรวมของพลังงานจลน์ของระบบมีค่าคงตัวและถ้าในการชนของมวลที่เท่ากันชนกันโดยมวลก้อนหนึ่งวิ่งเข้าชนมวลอีกก้อนหนึ่งที่อยู่นิ่งแบบ  หลังจากชนกันแล้ววัตถุทั้งสองจะแยกจากกันเป็นมุม 90  องศา ส่วนการชนแบบไม่ยืดหยุ่น ผลรวมของโมเมนตัมของระบบมีค่าคงตัว แต่ผลรวมของพลังงานจลน์ของระบบ มีค่าไม่คงตัว

m m m m 1

m m m m 2

สมการ 1 ลบกับสมการ 2 จะได้ ซึ่งค่า 2v1v2cos = 0 จะเป็นจริงได้ถ้า cos = 0 นั่นคือ cos90 = 0   = 90  นั่นคือ  การชนกันในสองมิติแบบยืดหยุ่น  ถ้ามวลของวัตถุเท่ากัน  โดยวัตถุหนึ่งวิ่งเข้าชนอีกวัตถุหนึ่งที่อยู่นิ่ง  วัตถุจะแยกกันไปเป็นมุมฉาก ดูภาพการชน

ลองคิดดู 1 วัตถุ A และ B มีมวลเท่ากัน A วิ่งชน B ที่อยู่นิ่งในแนวไม่ผ่านจุดศูนย์กลางมวล ทำให้ A เบนจากแนวเดิม 30o ถ้า A ก่อนชนมีอัตราเร็ว 6 m/s และการชนนี้เป็นแบบยืดหยุ่นสมบูรณ์ หลังชน A และ B มีอัตราเร็วเท่าไร A B 6 m/s 30o

ลองคิดดู 2 วัตถุ B มีมวลเป็น 2 เท่าของวัตถุ A วัตถุ A และ B วิ่งเข้าหากันเป็นมุมฉาก เมื่อชนกันแล้วจะติดกันไปด้วยอัตราเร็ว ทำมุม 30o กับแนว A ถ้า A วิ่งชนด้วยอัตราเร็ว 30 m/s จงหาอัตราเร็วก่อนชนของรถ B และอัตราเร็วหลังชนรถทั้งสอง