Τι είναι η ταχύτητα κρούσης;

Η ταχύτητα κρούσης είναι ουσιαστικά η πραγματική ταχύτητα με την οποία ταξιδεύει ένα αντικείμενο σε μια στιγμή κατά την οποία προσκρούει σε άλλο αντικείμενο. Αυτό μπορεί να εκφραστεί κάπως απλοϊκά για καταστάσεις στις οποίες οι εξωτερικές δυνάμεις αγνοούνται ή δεν υπάρχουν ως η απόλυτη τιμή του αθροίσματος των ταχυτήτων και των δύο αντικειμένων. Όταν ληφθούν υπόψη άλλες δυνάμεις στα δύο αντικείμενα, όπως η δύναμη της βαρύτητας, η τριβή, η αντίσταση του ανέμου και παρόμοιες εξωτερικές δυνάμεις, τότε η τιμή της ταχύτητας τη στιγμή της κρούσης είναι σημαντικά πιο περίπλοκη. Η ταχύτητα κρούσης μπορεί να προσδιοριστεί για οποιαδήποτε δύο αντικείμενα που έρχονται σε επαφή μεταξύ τους.

Για να κατανοήσουμε εύκολα την ταχύτητα κρούσης, είναι σημαντικό να καταλάβουμε πρώτα σε τι αναφέρεται η ταχύτητα γενικά. Η ταχύτητα είναι μια μέτρηση της απόστασης που μπορεί να διανύσει ένα αντικείμενο σε μια δεδομένη χρονική περίοδο και τυπικά μετριέται σε μέτρα ανά δευτερόλεπτο (m/s). Ενώ η ταχύτητα είναι παρόμοια με την ταχύτητα, οι δύο όροι δεν μπορούν απαραίτητα να χρησιμοποιηθούν συνώνυμα, καθώς η ταχύτητα μπορεί επίσης να υποδεικνύει την κατεύθυνση στην οποία ταξιδεύει ένα αντικείμενο σε σχέση με ένα άλλο σημείο αναφοράς. Αυτό σημαίνει ότι ένα αντικείμενο με θετική ταχύτητα και ένα αντικείμενο με αρνητική ταχύτητα μέσα στο ίδιο σύστημα ταξιδεύουν σε αντίθετες κατευθύνσεις. Η ταχύτητα δεν είναι ενδεικτική της κατεύθυνσης και συνήθως δεν μπορεί να είναι αρνητική τιμή.

Η ταχύτητα κρούσης ενός αντικειμένου είναι ουσιαστικά η ταχύτητα με την οποία ταξιδεύει ένα αντικείμενο όταν έρχεται σε επαφή με άλλο αντικείμενο. Για παράδειγμα, εάν ένας βράχος ταξιδεύει σε ένα κενό χωρίς άλλες δυνάμεις πάνω του και προσκρούει σε έναν άλλο βράχο που βρίσκεται σε ηρεμία, τότε η ταχύτητα πρόσκρουσης είναι η ταχύτητα του βράχου όταν προσκρούει στο βράχο σε ηρεμία. Εάν ο βράχος στο προηγούμενο παράδειγμα ταξίδευε με 100 m/s και χτύπησε έναν άλλο βράχο που ταξίδευε με 40 m/s προς το μέρος του, τότε η ταχύτητα πρόσκρουσης θα ήταν 140 m/s αφού η απόλυτη τιμή και των δύο ταχυτήτων αθροίζεται σε να καθορίσει την πραγματική ταχύτητα τη στιγμή της κρούσης.

Σε πιο περίπλοκα συστήματα, ο προσδιορισμός της ταχύτητας κρούσης μπορεί να γίνει πιο δύσκολος. Αυτό συμβαίνει επειδή άλλες δυνάμεις παίζουν συχνά πάνω σε ένα αντικείμενο και με την πάροδο του χρόνου αυτές οι δυνάμεις μπορούν να επηρεάσουν την ταχύτητα με την οποία ταξιδεύει. Μια σφαίρα που εκτοξεύτηκε προς τα κάτω υπό γωνία από μια ταράτσα προς ένα μήλο που κάθεται στο έδαφος, για παράδειγμα, θα είχε μια αρχική ταχύτητα όταν εκτοξευθεί και θα επηρεαζόταν από τη δύναμη της βαρύτητας, η οποία θα αύξανε την ταχύτητά του τραβώντας το προς τα κάτω. Η αντίσταση του ανέμου στην επιφάνεια της σφαίρας θα άλλαζε επίσης την ταχύτητα κρούσης μόλις η σφαίρα χτυπήσει το μήλο και όλες αυτές οι δυνάμεις θα πρέπει να ληφθούν υπόψη για να δημιουργηθεί ένα ακριβές μοντέλο για αυτόν τον τύπο συστήματος.