Закон сохранения механической энергии и закон сохранения импульса позволяют решать механические задачи в тех случаях, когда не известны силы, действующие. Примером подобных задач является ударная взаимодействие тел.
Ударом (или столкновением) принято называть кратковременное взаимодействие тел, в результате которой их скорости претерпевают значительные изменения.
Во время столкновения тел между ними действуют кратковременные ударные силы, величина которых обычно не известна, поэтому нельзя рассматривать ударную взаимодействие непосредственно с помощью законов Ньютона. Применение законов сохранения энергии и импульса во многих случаях позволяет исключить из рассмотрения собственно процесс столкновения и получить связь между скоростями тел до и после столкновения, минуя все промежуточные значения этих величин.
С ударной взаимодействием тел нередко приходится иметь дело в повседневной жизни, в технике и физике. В механике часто используются две модели ударного взаимодействия - абсолютно упругий и абсолютно неупругий удары.
Абсолютно упругий удар - это столкновение, при котором сохраняется механическая энергия системы тел.
В случае абсолютно упругого удара, кроме закона сохранения энергии, выполняется закон сохранения импульса.
Простым примером абсолютно упругого столкновения может быть центральный удар двух бильярдных шаров, один из которых до столкновения находилась в состоянии покоя.
Во многих случаях столкновения атомов, молекул и элементарных частиц подчиняются законам абсолютно упругого удара.
После абсолютно упругого удара в телах, взаимодействующих, не остается никаких деформаций, и суммарная кинетическая энергия, которую имели тела до удара, равна кинетической энергии тел после удара.
Столкновение абсолютно упругих тел (рис. а) происходит так: при ударе тела деформируются и возникают силы упругости, которые предоставляют ускорения обоим телам в противоположных направлениях. После этого шарики начинают удаляться друг от друга, а деформации начинают уменьшаться, пока не исчезнут окончательно. До этого момента упругие силы, возникающие в телах, выполняют такую же работу, которая была потрачена на деформацию. В результате вся кинетическая энергия, которую имели тела до удара, снова перейдет в кинетическую энергию тел после удара