91download.com supports a wide range of platforms, including YouTube, Facebook, Twitter, TikTok, Instagram, Dailymotion, Reddit, Bilibili, Douyin, Xiaohongshu and Zhihu, etc. Click the download button below to parse and download the current video
在日常生活中,我们见证了无数次的碰撞:从台球之间的弹性碰撞,到车辆在交通事故中的塑性变形。这些碰撞看似杂乱无章,充满了无数可能性。但你知道吗?在这些混沌的背后,隐藏着一种神奇的简洁性。
让我们从一个简单的问题开始:两个物体沿单一方向碰撞,结果会怎样?许多人可能会说,这取决于碰撞前的速度、质量等因素,结果是未知的。然而,物理学告诉我们,实际上,这种碰撞只有一个可能的结果。
这是为什么?因为动量守恒和能量守恒两大定律为我们提供了两个方程,这两个方程恰好对应于碰撞后物体的两个未知速度。在大多数情况下,这两个方程足以唯一确定碰撞的结果。
但是,当碰撞发生在二维或三维空间时,情况不是变得更加复杂了吗?其实不然。大多数多维碰撞实际上可以简化为一维问题。这是因为,在碰撞点,物体之间的净力通常只在一个方向上——通常是垂直于碰撞表面的方向。在垂直于净力的方向上,物体运动不受碰撞影响。因此,找到正确的方向后,多维碰撞的结果实际上与一维碰撞相同。
那么,碰撞的真正魔法在哪里呢?在于动量守恒和能量守恒的结合,以及大多数碰撞实际上是一维的这一事实。这意味着,只要我们知道碰撞前的质量、速度、能量损失以及关键方向,几乎任何两个物体之间的碰撞结果都是完全可预测的。
当然,这个讨论忽略了量子力学的影响,但在宏观尺度上,这一理论是准确的。这也是为什么计算机能够轻松模拟大量碰撞的原因。
如果你对这篇文章感兴趣,那么你可能也会对Brilliant这个科学和数学学习平台感兴趣。Brilliant基于一个原则:主动解决问题是掌握新概念或技能最快的方法,而不仅仅是被动地听讲座。他们提供了从逻辑到计算机科学基础,再到量子力学和无限等多个领域的互动课程。
现在,前200位用户可以免费注册,并享受20%的年费订阅折扣。访问Brilliant.org/MinutePhysics,开启你的科学探索之旅。
碰撞看似复杂,但背后的物理定律却简洁明了。通过理解这些定律,我们不仅能够预测碰撞的结果,还能探索科学的无限可能。
Share on Twitter Share on Facebook