Какой тип столкновения происходит, когда атом сталкивается с другим неподвижным атомом и угол между направлениями

Артемович

58

Данная ситуация можно рассмотреть с точки зрения закона сохранения импульса. Закон сохранения импульса утверждает, что сумма импульсов системы до столкновения равна сумме импульсов системы после столкновения.

В данном случае у нас есть два атома - один движется, а другой неподвижен. Пусть масса движущегося атома равна \( m_1 \), а масса неподвижного атома - \( m_2 \).

Исходя из условия, угол между направлениями отлета атомов равен 90 градусов. Пусть скорость атома до столкновения равна \( v_1 \), а скорость неподвижного атома равна 0.

После столкновения, пусть скорость движущегося атома будет \( v_1" \), а скорость неподвижного атома \( v_2" \).

Из закона сохранения импульса получаем следующее уравнение:
\[ m_1 \cdot v_1 + m_2 \cdot 0 = m_1 \cdot v_1" + m_2 \cdot v_2" \]

Так как второй атом неподвижен, то его скорость после столкновения будет равна \( v_2" = 0 \).

Учитывая это, уравнение можно упростить до:
\[ m_1 \cdot v_1 = m_1 \cdot v_1" \]

Отсюда следует, что \( v_1 = v_1" \), то есть скорость атома после столкновения равна его скорости до столкновения.

Таким образом, в данном случае происходит абсолютно упругое столкновение, при котором сохраняется как импульс, так и кинетическая энергия системы.