Почему после удара меняются скорости
При столкновении каждый участник действует на другого силой. Эти силы возникают одновременно и направлены в противоположные стороны: пока один предмет толкает второй, второй так же толкает первый. За короткое время столкновения силы меняют скорости обоих предметов. Если внешние силы — например, трение о пол — за это время почти не успевают повлиять на систему, её общий импульс сохраняется.
Импульс здесь — не просто скорость, а величина, учитывающая и скорость, и массу. Поэтому лёгкий мяч может отскочить быстро, а тяжёлый предмет — лишь немного изменить движение. Сохраняется сумма импульсов всех участников, а не скорость каждого по отдельности.
Куда уходит энергия движения
Сохранение импульса не означает, что после удара предметы обязаны разлететься с прежней энергией. При столкновении часть энергии упорядоченного движения может перейти в другие формы. Материал сминается или вибрирует; эти движения на уровне частиц постепенно превращаются в тепло. Колебания воздуха и предметов распространяются как звук — тот самый слышимый удар.
Если сталкиваются очень упругие объекты и деформация почти полностью исчезает после удара, большая часть энергии движения возвращается в движение. Но в реальных столкновениях часть энергии обычно рассеивается: например, мяч при ударе о пол немного сжимается, нагревается и звучит, а затем отскакивает ниже, чем мог бы в идеальном случае.
Один удар — разные итоги
Поэтому законы не противоречат друг другу: общий импульс системы сохраняется, а энергия движения может преобразоваться. Вмятина на кузове, нагретый участок материала и глухой звук — не исчезнувшая энергия, а её следы в других формах. Именно поэтому по тому, как предметы смялись и отскочили, можно понять, насколько столкновение было упругим.
