Was ist elastische Kollision?

Eine elastische Kollision tritt auf, wenn die gesamte kinetische Energie oder Bewegungsenergie von zwei oder mehr Objekten nach einer Kollision dieselbe ist wie vor der Kollision. Im Gegensatz zu einer unelastischen Kollision wird keine Energie in eine andere Art umgewandelt. Völlig elastische Kollisionen passieren in der realen Welt normalerweise nicht, außer zwischen subatomaren Teilchen, aber die Kollision zwischen zwei Billardkugeln ist eine enge Annäherung.

Es gibt zwei Arten von Kollisionen. Die erste ist eine unelastische Kollision, die im Alltag häufiger vorkommt. Bei einer unelastischen Kollision geht beim Aufprall ein Teil der kinetischen Energie oder Bewegungsenergie verloren. Diese Energie wird in eine andere Energieart, wie Schall oder Wärme, umgewandelt. Bei einer elastischen Kollision bleibt die gesamte kinetische Energie der beiden Objekte beim Aufprall erhalten.

Bevor zwei Objekte kollidieren, besitzen sie jeweils eine bestimmte Menge an kinetischer Energie und Impuls. Die Menge der kinetischen Energie hängt von der Masse und Geschwindigkeit jedes der Objekte ab. Aufgrund des grundlegenden Energieerhaltungssatzes, der besagt, dass Energie niemals zerstört werden kann, muss die Gesamtenergie nach der Kollision zweier Objekte dieselbe sein wie vor der Kollision. Wenn es sich um einen elastischen Stoß handelt, bleibt die gesamte Energie als kinetische Energie übrig und wird nur von einem Objekt zum anderen übertragen.

In Wirklichkeit ist keine Kollision zwischen großen Objekten jemals wirklich eine elastische Kollision. Denn wenn große Objekte aufeinander treffen, geht immer ein Teil der kinetischen Energie an verschiedene andere Energiearten wie Schall, Wärme oder Kompression des Objekts verloren. In der mikroskopischen Welt, wie der magnetischen Wechselwirkung von Atomen oder Elektronen, besteht die Möglichkeit, dass die Kollision elastisch ist, da es keinen physischen Kontakt zwischen den Objekten gibt. Gravitationsinteraktionen zwischen Planeten werden manchmal auch als vollkommen elastische Kollisionen klassifiziert.

Ein Beispiel für eine fast elastische Kollision in der realen Welt ist das Zusammenspiel zweier Billardkugeln. Wenn die weiße Kugel getroffen wird, gewinnt sie eine gewisse kinetische Energie, die sie dann beim Aufprall mit einer anderen Kugel überträgt. Erfolgt die Kollision in einer geraden Linie, wird die gesamte kinetische Energie auf die Zielkugel übertragen, dh die weiße Kugel bleibt tot stehen und die Zielkugel bewegt sich mit exakt der gleichen Geschwindigkeit davon. Treffen die Kugeln schräg auf, wird die kinetische Energie auf beide aufgeteilt.