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Solution Methods — Momentum

方法一:对心碰撞

适用于两球沿同一直线运动并碰撞。

Steps
  1. 确定正方向
  2. 动量守恒:m1u1+m2u2=m1v1+m2v2m_1u_1 + m_2u_2 = m_1v_1 + m_2v_2
  3. Newton 公式:e=v2v1u1u2e = \frac{v_2 - v_1}{u_1 - u_2}
  4. 两个方程解两个未知数 v1,v2v_1, v_2
  5. (可选)计算动能损失

方法二:斜碰

适用于两球斜碰。

Steps
  1. 确定法线方向(两球心连线)
  2. 沿法线方向:动量守恒 + NEL
  3. 沿切线方向:每球速度分量不变 v1t=u1tv_{1t} = u_{1t}v2t=u2tv_{2t} = u_{2t}
  4. 合成末速度:v=vn2+vt2v = \sqrt{v_n^2 + v_t^2}
  5. 方向用 tan1(vt/vn)\tan^{-1}(v_t/v_n) 表示

方法三:碰撞固定面

适用于球与墙壁碰撞。

Steps
  1. 确定法线方向(垂直于墙面)
  2. 碰后速度 = e×-e \times 碰前速度(沿法线)
  3. 切线方向速度不变
  4. 向量合成得末速度

方法四:连续碰撞

适用于多个粒子的逐次碰撞。

Steps
  1. 识别碰撞顺序(按空间位置)
  2. 处理第一次碰撞:
    • 动量守恒 + NEL
    • 更新涉及粒子的速度
  3. 处理后续碰撞:
    • 使用更新后的速度
    • 同样方法逐对处理
  4. 注意粒子间可能多次碰撞