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Simulateur de collisions et de quantité de mouvement

Faites s'entrechoquer des disques et découvrez la loi qui ne se brise jamais : la quantité de mouvement totale se conserve dans toute collision, élastique ou non.

Il s'agit de vraie physique de collisions 2D basée sur les impulsions, sans simplification. Choisissez un préréglage ou faites glisser sur la table pour lancer un disque, puis observez le panneau du système : la quantité de mouvement totale reste constante à chaque choc disque contre disque, tandis que l'énergie cinétique n'est conservée que lorsque la collision est parfaitement élastique (e = 1).

0 · Temps: 0.0 s
Faites glisser sur un espace vide pour lancer un disque
Préréglages

Choc frontal élastique

Masses égales, parfaitement élastique (e = 1). Un disque en mouvement heurte de plein fouet un jumeau immobile et s'arrête net : la vitesse se transfère intégralement, comme dans un pendule de Newton.

Système

Quantité de mouvement totale |p|conservée
0.00 kg·m/sp = (0.00, 0.00) kg·m/s
Énergie cinétique totaleconservée (élastique)
0.00 Je = 1.00 · élastique

Disque sélectionné

Touchez un disque pour lire sa masse, sa vitesse, sa quantité de mouvement et son énergie cinétique, et ajuster sa masse.

Formules et sources

p = Σ mᵢvᵢ (conserved)

j = −(1+e)·vᵣₑₗ,n / (1/m₁+1/m₂)

v₁′ = ((m₁−m₂)u)⁄(m₁+m₂) (1D, e=1)

v₂′ = (2m₁u)⁄(m₁+m₂) (1D, e=1)

Les unités derrière ce choc

Un choc, c'est une comptabilité en deux monnaies : la quantité de mouvement et l'énergie. Aucune des deux n'a d'unité propre — elles se construisent toutes deux avec des kilogrammes, des mètres et des secondes.

Ce que vous faites varier

Comment ces unités sont construites

  • J = 1 kg·m²/s²
    Le joule — l'unité d'énergie · unité dérivée : 1 J est le travail de 1 N sur 1 m
  • kg·m/s = kg·m/s
    La quantité de mouvement n'a pas de nom d'unité · contrairement à l'énergie, personne ne lui en a donné — on dit kilogramme-mètre par seconde, et c'est tout

Les deux mêmes monnaies pour des objets du quotidien

ObjetMasseVitesseQuantité de mouvement p = mvÉnergie E = ½mv²
Balle de tennis au service0.058 kg50 m/s2.9 kg·m/s73 J
Un vélo15 kg5 m/s75 kg·m/s188 J
Voiture en ville à 50 km/h1500 kg14 m/s21,000 kg·m/s147,000 J

Calculé en direct avec p = mv et E = ½mv². Regardez : le vélo emporte 26 fois la quantité de mouvement de la balle de tennis, mais seulement 2,6 fois son énergie — p croît comme v, E comme v². C'est pour cela qu'on les étudie séparément.

Les deux se conservent, mais une seule toujours

La quantité de mouvement se conserve dans tous les chocs, élastiques ou non. L'énergie cinétique ne se conserve que si le choc est élastique : passez le coefficient de restitution sous 1 dans le simulateur et regardez l'énergie chuter alors que la quantité de mouvement ne bouge pas. L'énergie manquante n'a pas disparu ; elle est devenue chaleur et son, que la simulation ne dessine pas.

Comment les unités du SI sont définies →

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