Restitutionskoefficient: definition, förklaring och formel

Anonim

Återbetalningskoefficienten definieras som förhållandet mellan sluthastigheten och starthastigheten mellan två objekt efter deras kollision. Ett annat sätt att säga detta är att återgångskoefficienten är förhållandet mellan hastighetskomponenterna längs det normala kontaktplanet efter och före kollisionen.

Som namnet antyder är återbetalningskoefficienten faktiskt ett mått på "återställningen" (dvs vad du ger tillbaka) av en kollision mellan två objekt, eller med andra ord hur mycket av den kinetiska energin förblir efter att två objekt kolliderar.

En studsande basket som fångats med en stroboskopisk blixt på 25 bilder per sekund. Observera att höjden på bollen minskar vid varje efterföljande studsning. (Foto Kredit: MichaelMaggs / Wikimedia Commons)

Om du råkar vara en fysikentusiast förstod du förmodligen den ovannämnda beskrivningen av återställningskoefficienten, men om fysiken inte är din starka kostym, låt mig ta några steg tillbaka och ge dig lite "bakgrund" om det här rättvist komplexljudande enhet.

En kort förklaring av återbetalningskoefficienten

När två bollar kolliderar är deras hastighet efter kollisionen beroende av materialet från vilket de tillverkas.

Låt oss anta att en gummiboll studsar på en platt, hård yta. Självklart kommer gummibollen att återhämta sig från ytan, men med endast en bråkdel av sin ursprungliga energi, eftersom alla verkliga kollisioner är oelastiska. ( Obs! Om denna kollision var elastisk, skulle bollen ha studsats tillbaka med samma mängd energi som den hade innan den slog på ytan.)

Du förstår, när du "deformerar" något genom att kollidera det med något annat (t ex när du studsar en basket på marken), förloras en bråkdel av sin ursprungliga energi. Därför studsar kupén lägre med varje kollision - eftersom energin omvandlas till värme / vibrationer.

När bollen studsar, fortsätter den att förlora energi och blir mindre och mindre "hopp".

I det här fallet kan du tänka på återbetalningskoefficienten som en enhet som berättar hur effektiv den "studsande" processen är. Ju effektivare det är desto mer "hoppande" är basketen.

Värden av återbetalningskoefficienten

Restitutionsmedelskoefficient

När man observerar en endimensionell kollision av två objekt, A och B, kan återbetalningskoefficienten beräknas genom att:

I händelse av att en boll studsar av en platt, stationär yta visar sig återbetalningskoefficienten att vara:

Dessa formler kan användas för att beräkna värdet av återbetalningskoefficienten med olika tillgängliga variabler.