При ударе между двумя телами часть кинетической энергии переходит в теплоту и деформацию по нескольким причинам. Важно понять, что не вся энергия в системе может быть передана в виде кинетической энергии другим телам.

Неупругий удар: В большинстве реальных случаев удары между телами являются неупругими, что означает, что после столкновения тела испытывают деформацию. Процесс деформации требует энергии, что приводит к преобразованию части кинетической энергии в потенциальную энергию деформации. Эта энергия затем может быть dissipated (рассеяна) в виде тепла.

Трение: При столкновении также есть силы трения, которые приводят к выделению тепла. Трение между поверхностями тел при их взаимодействии размягчает и разогревает материал, что также приводит к превращению кинетической энергии в теплоту.

Учет коэффициента восстановления: Чтобы рассчитать, сколько энергии переходит в каждую из этих форм, можно использовать коэффициент восстановления (e), который показывает, как эффективно энергия сохраняется в виде кинетической энергии после удара. Если e = 1, удар совершенно упругий, и вся кинетическая энергия сохраняется. Если 0 < e < 1, часть энергии преобразуется в другие формы.

Расчет распределения энергии:

Начальная кинетическая энергия системы может быть выражена как ( KE_{\text{initial}} = \frac{1}{2} m1 v{1}^2 + \frac{1}{2} m2 v{2}^2 ), где ( m_1 ) и ( m2 ) - массы тел, а ( v{1} ) и ( v_{2} ) - их скорости до удара.После удара, если известны скорости тел ( v{1}' ) и ( v{2}' ) после удара, можно рассчитать их новую кинетическую энергию ( KE_{\text{final}} = \frac{1}{2} m1 v{1}'^2 + \frac{1}{2} m2 v{2}'^2 ).Утрата энергии в результате удара будет равна ( \Delta KE = KE{\text{initial}} - KE{\text{final}} ).

Таким образом, существуют математические модели и уравнения, которые позволяют оценить как распределение энергии между кинетической, теплотой и деформацией, так и изменения скоростей объектов после удара. Методы включают законы сохранения импульса и энергии в сочетании с подходами к расчету коэффициента восстановления для конкретных материалов и условий столкновения.