Coefficient De Restitution: Définition, Explication Et Formule

Anonim

Le coefficient de restitution est défini comme le rapport entre la vitesse finale et la vitesse initiale entre deux objets après leur collision. Une autre façon de le dire est que le coefficient de restitution est le rapport des composantes de la vitesse le long du plan de contact normal après et avant la collision.

Comme son nom l'indique, le coefficient de restitution est en fait une mesure de la «restitution» (c'est-à-dire de ce que vous restituez) d'une collision entre deux objets ou, en d'autres termes, de la quantité d'énergie cinétique restante après la collision de deux objets.

Un ballon de basket rebondissant capturé avec un flash stroboscopique à 25 images par seconde. Notez que la hauteur de la balle diminue à chaque rebond ultérieur. (Crédit photo: MichaelMaggs / Wikimedia Commons)

Si vous êtes passionné de physique, vous avez probablement compris la description susmentionnée du coefficient de restitution, mais si la physique n’est pas votre point fort, permettez-moi de revenir un peu en arrière et de vous donner un aperçu de cette question. entité à consonance complexe.

Une brève explication du coefficient de restitution

Lorsque deux billes entrent en collision, leur vitesse après la collision dépend du matériau à partir duquel elles sont fabriquées.

Supposons qu'une balle en caoutchouc rebondisse sur une surface plane et dure. Évidemment, la balle en caoutchouc rebondira sur la surface, mais avec seulement une fraction de son énergie initiale, car toutes les collisions réelles sont inélastiques. ( Remarque: si cette collision était élastique, la balle aurait rebondi avec la même quantité d'énergie qu'elle avait avant de frapper la surface.)

Vous voyez, lorsque vous «déformez» quelque chose en le heurtant avec autre chose (par exemple, lorsque vous faites rebondir un ballon de basket au sol), une fraction de son énergie d'origine est perdue. C'est pourquoi le basket-ball rebondit à chaque collision, car son énergie est convertie en chaleur / vibrations.

Au fur et à mesure que la balle rebondit, elle continue de perdre de l'énergie et devient de moins en moins "rebondissante".

Dans ce cas, vous pouvez considérer le coefficient de restitution comme une entité qui indique l’efficacité du processus de «renvoi». Plus il est efficace, plus le basket sera dynamique.

Valeurs du coefficient de restitution

Coefficient de formule de restitution

Lorsqu’on envisage une collision unidimensionnelle de deux objets, A et B, le coefficient de restitution peut être calculé comme suit:

Dans le cas d'une balle qui rebondit sur une surface plane et fixe, le coefficient de restitution se révèle être:

Ces formules pourraient être utilisées pour calculer la valeur du coefficient de restitution avec différentes variables disponibles.