碰撞参考文献

1、词条作者：高为炳．《中国大百科全书》74卷（第一版）力学 词条：碰撞：中国大百科全书出版社，1987 ：379-380页．

用碰撞时产生的巨大碰撞力来产生巨大瞬时力，如各种冲压机、打桩机、炮弹穿甲等。相反地，有时要 避免巨大碰撞力的危害，采用各种缓冲装置，如弹性体或液压缓冲器，以延长碰撞时间，从而减小碰撞力。碰撞已成为现代工程技术中一个重要的力学问题。巨大的碰撞力和连续作用的碰撞，对材料的强度和疲劳有很大影响。此外，仪表、装置和设备应保证在其载体受到碰撞和冲击载荷时,能够正常工作，不致松动、失灵和损坏。

散射

在粒子物理，原子物理或者当一个光子作为碰撞物之一时，碰撞也称为散射，散逸或漫射。当一个粒子在碰撞中向另一个能级跃迁时，也称作非弹性碰撞（非弹性散射）。当多数光子参与一个非弹性散射时会改变其总波长。相关请参阅散射和散射原理。

碰撞反应碰撞

反应碰撞来自反应，如化学反应或通过高能粒子在量子物理学中的碰撞产生新的粒子。在此必须注意，碰撞前后不同的粒子提供了能量和动量。在碰撞过程中速度变化的同时也存在粒子质量和数量的变化。

反应碰撞的一种类型如“电负性交换”：一个原子，分子或离子，一个或多个电子交换的原子物理学过程。很可能在此过程中一个电子给其中一个碰撞物带上正电性。如太阳风中的正电子（参见高能离子）通过彗星周围的气层时被捕获并发出x射线。

碰撞正碰（direct impact )

一个运动的球与一个静止的球碰撞，碰撞之前球的运动速度与两球心的连线在同一条直线上，碰撞之后两球的速度仍会沿着这条直线。这种碰撞称为正碰，也叫对心碰撞。

碰撞斜碰（oblique impact)

一个运动的球与一个静止的球碰撞，如果碰撞之前球的运动速度与两球心的连线不在同一条直线上，碰撞之后两球的速度都会偏离原来两球心的连线。这种碰撞称为斜碰，也叫非对心碰撞。

碰撞物体对障碍物的碰撞

一物体对某固定物体如地面、墙的碰撞属此类型，也可分为正碰撞和斜碰撞。

碰撞物体对可转动物体的碰撞

当物体甲与可绕O轴转动的物体乙发生碰撞时，物体乙突然获得一角速度变化（图4）。一般在乙的支承O处也立刻产生一碰撞反力，其大小跟碰撞作用的位置，即距离OO₁有关。但在特殊条件下，悬挂物体虽受冲击力，其约束力仍可为零。

碰撞理想弹性碰撞

两个物体互相碰撞，能量不转换为内能（如热或变形）。按照热力学第一定律，碰撞前动能和与碰撞后动能和相等。在动量守恒定律中碰撞前的动量（向量）和同样等于碰撞后的动量和。

理想弹性碰撞在宏观上是一个物理模型。由于摩擦和其他因素的存在，系统总会损失动能。相关的模型如台球和橡胶球。

在原子和基本粒子的碰撞中，依据量子力学存在一个最小能，这个最小能给原子或其他粒子以推动力，或在量子物理学中创造和和转换粒子提供必要条件。这个能量仍然不足以发生理想弹性碰撞。

按照热力学第一定律，碰撞前后的动量和必须相等。

动量的方向不可忽略，因为向量和在n维空间（n>1）中是一个大数值。向量平方在能量守恒定律中视作标量。因此请注意，以下算式中速度与碰撞方向相同（相切），而不是相交。

在二维或多维空间中必须将碰撞依据碰撞角拆开分析。

碰撞非弹性碰撞

在“非弹性碰撞”中一部分动能转化为内能(U)。当物体在碰撞时发生变形或发热时，碰撞称为“非弹性的”。非弹性碰撞满足动量守恒，但不满足机械能守恒（部分转换为内能）。

碰撞完全非弹性碰撞

在完全非弹性碰撞中，碰撞后完全不反弹，尽可能多的动能部分转化为内能，则在这种碰撞系统中动能损失最大。因此两个物质在碰撞后“粘”在一起并按照相同的速度继续飞行。例如两个橡皮泥球在碰撞后互粘在一起并按同一速度继续移动。

碰撞超弹性碰撞

在超弹性碰撞中内能转换超过最少中一个碰撞物的动能。其动能在此次碰撞后大于其碰撞前的动能。数学表达同总述的非弹性碰撞，为U < 0.

两个作相对运动的物体，接触并迅速改变其运动状态的现象。可以是宏观物体的碰撞，如打夯、锻压、击球等，也可以是微观粒子如原子、核和亚原子粒子间的碰撞。经典力学中通常研究两个球的正碰，即其相对速度正好在球心的联线上。由于碰撞过程十分短暂，碰撞物体间的冲力远比周围物体给它们的力为大，后者的作用可以忽略，这两物体组成的系统可视为孤立系统。动量和能量守恒，但机械能不一定守恒。如果两球的弹性都很好，碰撞时因变形而储存的势能，在分离时能完全转换为动能，机械能没有损失，称完全弹性碰撞，钢球的碰撞接近这种情况。如果是塑性球间的碰撞，其形变完全不能恢复，碰撞后两球同速运动，很大部分的机械能通过内摩擦转化为内能，称完全非弹性碰撞，如泥球或蜡球的碰撞，冲击摆也属于这一类。介于两者之间的即两球分离时只部分地恢复原状的，称非完全弹性碰撞，机械能的损失介于上述两类碰撞之间。微观粒子间的碰撞，如只有动能的交换，而无粒子的种类、数目或内部运动状态的改变者，称弹性碰撞或弹性散射；如不仅交换动能，还有粒子能态的跃迁或粒子的产生和湮没，则称非弹性碰撞或非弹性散射。在粒子物理学中可借此获得有关粒子间相互作用的信息，是颇为重要的研究课题。

碰撞过程时间极短，所以内力总是大于外力，动量必守恒。

（1）碰撞一般分为压缩阶段和恢复阶段两个过程。

（2）碰撞可以分为以下几类：完全弹性碰撞、完全非弹性碰撞和非完全弹性碰撞。

碰撞中的能量转化

在压缩阶段中物体的动能转化为其他形式的能量，而在恢复阶段中其他形式的能量转化为动能。

在完全弹性碰撞中，碰撞前后总动能不变。

有人在《幽默心理新说》中提出的这样一个幽默理论：幽默来自无伤害性的碰撞。换言之，幽默是碰撞效应致成的。一个穿着时髦的小伙子被香蕉皮摔倒，大家都会笑——年轻与摔跤碰撞了。一个豁子嘴说话漏风，对另一个低头学他“漏风”的人大光其火，待那人抬起头来，二人大笑——他俩都是豁嘴。这是两个豁嘴巧合的碰撞。《读者》2003年第2期有个幽默，是绝好的碰撞效应的例子，我们一起来看看：

《法律课上的一次搞笑点名》

大二的时候，上法律课。我们法律老师有个癖好，喜欢提问，提问之前必高声重复一遍问题。有一次正在上《民法通则》，突然老师又提高声音开始提问，所有同学都恐惧地盯着老师，惟恐被喊到，因为老师以提问来代替点名，所以是看着名册提问的，所以大家都不必低下头。

“1班25号!”老师点道。

一片沉默(张三正在发呆)……

“25号……张三!来了没有"para" label-module="para">

“没来!”张三大叫。全班人都愣了!不过很快又开始佩服张三的勇气了。

“怎么没来呢"para" label-module="para">

“他病了!”张三无奈，只得撒谎，全班一阵哄堂大笑。

“你是他宿舍的吗"para" label-module="para">

“是的。”面对老师的盘问，张三脸都绿了。

“太不像话了，回去告诉他，让他下午到办公室来找我!”全班同学又是一场大笑。

“啊"para" label-module="para">

张三正在为逃过一个问题而庆幸，老师又补充道：“那这个问题你替他回答吧"para" label-module="para">

“啊!"para" label-module="para">

“老师，能不能重复一下您问的问题"para" label-module="para">

“啊!!这个问题我已经重复了三遍了，你怎么上课的"para" label-module="para">

“不好意思，我没听清!”张三额头上已经有汗珠了。

“那好，我再重复一遍……”

“报告老师，这个问题我不会回答。”张三想反正是一死，何必死得那么窝囊呢"para" label-module="para">

“那好，下午2：00和张三一起到我办公室来!”所有同学都笑到喷血。

从此，法律课无一人敢说某某没来。

你看，“真张三”与他说的“病张三”没来，碰撞了；法律老师叫了“真张三”又让“病张三”去他办公室，是第二次碰撞；“病张三”未到，应让李四回答，但法律老师偏偏又让“真张三”回答，第三次撞；“真张三”回答不出来，法律老师令他与“病张三”同去办公室，第四次碰撞。这四次碰撞，能不使全班同学笑得“喷血”吗"para" label-module="para">

还有这么一个简单的笑话：某军训教官对学生们说：“今天发枪，每人一枝——”学生热烈鼓掌，“——是不可能的。”学生泄气。“两个人一枝——”学生兴奋，“也是不可能的”，学生绝望。“就三个人一枝吧!”学生高兴得又鼓起掌来。“不过是木头枪。”学生们气昏了。

这里也是碰撞效应起作用：先是“每人一枝”的期望与“不可能的”现实的碰撞，二是“两人一枝”的绝望与“不可能的”现实的碰撞，三是 “三人一枝”真枪的期望与“木头枪”现实的碰撞，这三个碰撞把学生的情绪摆弄出现6个起伏：高潮-失落-兴奋-绝望-再兴奋-泄气。

当然，只有无伤害性的碰撞效应才幽默。有这样一个例子：一个光头学生坐在操场开会，恰好一麻雀从天上飞过，拉的鸟粪正好落在光头上，同学们一定大笑。但如果是旁边有人掷铅球，角度偏了，把铅球扔在光头上，就没有。任何人会笑，大家都要去抢救他。因为这个碰撞伤害太大了。

巧妙地掌握碰撞效应，设计无伤害性的碰撞，是漫画、笑话、相声、幽默、小品的创作基本功。

在汽车模拟分析的过程中，提高汽车碰撞安全性的目的是在汽车发生碰撞时确保乘员生存空间、缓和冲击、防止发生火灾等等。但是从碰撞事故分析中可知，汽车碰撞事故的形态也千差万别，所以对汽车碰撞安全性能的评价也必须针对不同的碰撞形态来进行。按事故统计结果，汽车碰撞事故主要可分为正面碰撞、侧面碰撞、追尾碰撞和翻车等几种类型。但随着公路条件的改善，正面碰撞和侧面碰撞形态成了交通事故中最常见的碰撞形式。

一些可以进行碰撞检查的图元示例如下：

结构大梁和檩条

结构柱和建筑柱

结构支撑和墙

支撑、门和窗

屋顶和楼板专用设备和楼板