โมเมนตัมและการชน

โมเมนตัม p = mv เป็นปริมาณเวกเตอร์ มีทิศทางเดียวกับความเร็ว หน่วยเป็น kg·m/s

การดล (impulse) J = FΔt คือผลของแรงที่กระทำในช่วงเวลาสั้นๆ ซึ่งเท่ากับการเปลี่ยนแปลงโมเมนตัมของวัตถุพอดี J = Δp = mv − mu — นี่คือรูปแบบทั่วไปของกฎข้อที่สองของนิวตันที่ใช้ได้แม้แรงไม่คงตัวตลอดเวลา

แนวคิดการดลอธิบายได้ว่าทำไมการยืดเวลาสัมผัส (เช่น ถุงลมนิรภัย เบาะรองรับ) ช่วยลดแรงกระแทกได้ — เพราะ Δp คงที่ ถ้า Δt มากขึ้น F ก็จะน้อยลง

ถ้าระบบปิด (ไม่มีแรงภายนอกลัพธ์กระทำ) โมเมนตัมรวมของระบบก่อนและหลังเหตุการณ์ใดๆ (เช่นการชน การระเบิด) จะเท่ากันเสมอ: m₁u₁ + m₂u₂ = m₁v₁ + m₂v₂

กฎนี้เป็นเวกเตอร์ ต้องกำหนดทิศบวก/ลบให้ชัดเจนก่อนแทนค่า และใช้ได้แม้ไม่รู้รายละเอียดของแรงระหว่างการชน (ซึ่งมักซับซ้อนและเกิดในเวลาสั้นมาก) ทำให้เป็นเครื่องมือสำคัญในการวิเคราะห์การชน

การชนแบบยืดหยุ่น (elastic collision) คือการชนที่อนุรักษ์ทั้งโมเมนตัมและพลังงานจลน์รวมของระบบ — ไม่มีพลังงานสูญเสียเป็นความร้อนหรือเสียงหรือการเปลี่ยนรูป (ในทางปฏิบัติเข้าใกล้ในระดับอนุภาคหรือลูกบิลเลียดที่ชนกันเกือบสมบูรณ์แบบ)

การชนแบบไม่ยืดหยุ่น (inelastic collision) คือการชนที่อนุรักษ์โมเมนตัมอย่างเดียว พลังงานจลน์รวมลดลง (เปลี่ยนเป็นความร้อน เสียง หรือการเปลี่ยนรูปของวัตถุ) — การชนในชีวิตจริงส่วนใหญ่เป็นแบบนี้

กรณีพิเศษของการชนแบบไม่ยืดหยุ่นคือการชนแบบไม่ยืดหยุ่นสมบูรณ์ (perfectly inelastic) ซึ่งวัตถุทั้งสองติดกันเป็นชิ้นเดียวหลังชน เคลื่อนที่ด้วยความเร็วร่วมกัน — กรณีนี้พลังงานจลน์สูญเสียมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ในขณะที่โมเมนตัมยังอนุรักษ์