Событие, при котором два или более тела оказывают силы друг на друга в течение короткого времени.Столкновение — это событие, при котором два или более тела вступают в контакт и обмениваются энергией и импульсом за короткий промежуток времени. Столкновения фундаментальны для физики, поскольку они раскрывают законы сохранения импульса и энергии, и происходят во всех масштабах — от субатомных частиц до галактик. В физике частиц столкновения используются для изучения структуры материи и создания новых частиц; в астрофизике столкновения формируют планетные системы и управляют эволюцией звёзд. Изучение столкновений также лежит в основе инженерии — от проектирования безопасности автомобилей до динамики бильярдных шаров.
Современное понимание столкновений восходит к XVII веку, к работам Гюйгенса и Ньютона, которые сформулировали законы удара. Позже, в XX веке, это понятие было распространено на атомный и субатомный масштабы с развитием квантовой механики и ускорителей частиц.
Во время столкновения полный импульс системы сохраняется, если не действуют внешние силы. Кинетическая энергия может сохраняться, а может и нет: при упругом столкновении кинетическая энергия сохраняется, а при неупругом часть энергии превращается в тепло, звук или деформацию. Детали взаимодействия зависят от сил между телами, которые могут быть контактными или дальнодействующими, такими как электромагнетизм или гравитация. В физике частиц столкновения анализируются с помощью квантовой механики и теории относительности, где частицы могут рождаться или уничтожаться, но энергия и импульс по-прежнему сохраняются.
Столкновения лежат в основе ускорителей частиц, таких как БАК, где протоны сталкиваются для открытия новых частиц, а также в повседневных технологиях, таких как подушки безопасности и зоны деформации в автомобилях, которые предназначены для управления силами столкновения.
При абсолютно упругом столкновении двух одинаковых масс они просто обмениваются скоростями — этот факт используется в колыбели Ньютона, популярной настольной игрушке.
