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📐 Elastic Collision 計算機

專業免費的 Elastic Collision 計算機。純前端本機毫秒級計算、零資料上傳、極致隱私保護。提供詳細公式推導、實例示範與常見問答。

即時推算結果 (Computed Output)
-3.4 m/s
專業公認計算模型,即時運算完畢
📜 計算歷史記錄 (試算軌跡)
尚無歷史記錄,每次點擊「計算」將在此留下試算軌跡...

什麼是彈性碰撞?

彈性碰撞是指碰撞過程中動量與動能同時守恆的碰撞,能量不會轉化為熱、聲音,物體也不會發生永久變形。現實中接近彈性碰撞的例子包括撞球、原子與分子間的碰撞,以及物理課本上的理想化題目。本計算機處理最常見的一維情形:在已知兩物體質量與初速度的條件下,求出兩者碰撞後的末速度。

使用方法

分別輸入兩物體的質量(m_1 與 m_2),以及它們沿運動方向的初速度(v_1 與 v_2)。同一方向的運動以正值表示,反方向則以負值表示。計算機會立即回傳兩物體碰撞後的速度,並一併顯示總動量與總動能——這兩個量在碰撞前後應保持不變。

公式說明

對於一維彈性碰撞,將動量守恆與動能守恆方程式聯立求解,可得到下列封閉解:

v_1' = (((m_1 - m_2)v_1 + 2 m_2 v_2) ÷ (m_1 + m_2))

v_2' = (((m_2 - m_1)v_2 + 2 m_1 v_1) ÷ (m_1 + m_2))

留意公式的對稱性:把兩物體的編號互換,公式也隨之互換。當兩物體質量相等時,它們會直接交換速度。

實際範例

假設質量 m_1 = 2 kg、以 v_1 = 5 m/s 運動的物體,撞上質量 m_2 = 3 kg、以 v_2 = -2 m/s 運動的物體。則

v_1' = (((2-3)(5) + 2 · 3 · (-2)) ÷ (2+3)) = ((-5 - 12) ÷ (5)) = -3.4 m/s
而
v_2' = (((3-2)(-2) + 2 · 2 · 5) ÷ (5)) = ((-2 + 20) ÷ (5)) = 3.6 m/s
總動量 = 2 · 5 + 3 · (-2) = 4 kg·m/s,碰撞前後維持不變。

使用注意事項與精準校對原則(6 大核心守則)

📐 1. 嚴格對齊輸入量綱與單位

輸入各項數值時請務必確認量綱(例如小時、天數、金額、百分比),避免單位不匹配引發推算偏差。

🔒 2. 純前端本機毫秒級隱私保障

所有計算邏輯 100% 在您的終端瀏覽器內完成,資料絕不上傳伺服器,嚴格守護商業與個人隱私。

📊 3. 符合公認學術與產業計算模型

演算法嚴格遵循國際通用數學公式與標準計算模型,經多重情境交叉核對,數值嚴密精確。

📋 4. 一鍵複製與免登入 PDF 匯出

支援一鍵複製推算結果字串至剪貼簿,亦可直接點擊列印按鈕輸出純淨 PDF 工作報表。

🔄 5. 多情景敏感度動態對比

建議針對極端值與多組預期情景分別試算,觀察輸出數據的波動區間,輔助做出更穩健的決策。

🛡️ 6. 專業諮詢與日常參考免責聲明

本工具運算結果供日常排程、學業研習與事前參考之用,如涉及重大法規或投資決策請諮詢持證專家。

常見問題 (FAQ)

如果兩物體質量相等會怎樣?
兩物體會剛好完全交換速度。
與非彈性碰撞有什麼差別?
在非彈性碰撞中動能並不守恆(會有一部分損失),因此上述公式並不適用。
方向會有影響嗎?
會。這是帶正負號的一維模型,運動方向相反的物體請以負值輸入。