作者logs ( )
看板Physics
标题[问题] 考虑重力的完全非弹性碰撞
时间Sun Dec 28 06:51:23 2008
完全非弹性碰撞,可假设有两颗球相撞之後黏和固定在一起
在碰撞前球体个别的速度,代入以下计算:
依据动量守恒 m1V1 + m2V2 = (m1+m2)V = MV,可得碰撞後速度
则能量损失净值 = 0.5 * (m1V1^2 + m2V2^2 - MV^2)
但是当球体大至天体等级时,两颗球之间就必须考虑重力
比如地球(代号1, r1, m1)和月球(代号2, r2, m2)
假设两者材质完全相同,且为完美球体
不考虑自转和对太阳公转及其他外星力量
两者从相对静止,自质心相距 R 开始因重力相吸
到 R = r1 + r2 时,也就是碰撞前一瞬间
所损失的重力位能,要如何计算?是否跟直接用质心算是一样的?
特别是当初始条件 (t=0) R ~ r1 ~ r2 都在相近的数量级时
质心连线上所穿过两颗球的四个点有很不一样的 potential
如下图所示之 A, B, C, D 四点
+-----地球-----+ ..................... +--月球--+
A B C D
接着当 R < r1 + r2 ,也就是开始碰撞
若彻底瓦解,重新形成一个新的球体,暂时称之「新‧地球」
碰撞必定产生高温,但是宇宙背景 4K,火热球会逐渐冷却
假设一开始地球均温=月球均温=4K,没有质量损失、纯粹物理考量
那麽包含这个「新‧地球」冷却到 4K 之後所释放的热能
一共对宇宙放出多少能量?
刚回顾了NHK经典影片:「地球46亿年の物语」,故有此一问?
http://tw.youtube.com/watch?v=-KWPKTy7JYs
至於铃木一朗的碰撞问题,已经超过以上所描述的范畴了
http://tw.youtube.com/watch?v=naAQW3C0yJE
--
※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc)
◆ From: 59.113.2.234