Объяснение принципа центрального столкновения необходимо для того, чтобы понять, почему при этом виде столкновения происходит особый эффект, а именно распределение энергии между частицами, а не наращивание скоростей.
Центральное столкновение представляет собой тип столкновения, при котором две частицы сталкиваются по прямой линии, и этот тип столкновения является особенным, так как он происходит без участия моментов сил и моментов импульса, которые появляются при других видах столкновений. В связи с этим, энергия в центральном столкновении распределяется между двумя частицами равномерно, в отличие от других видов столкновений, где энергия переходит на одну из частиц и она ускоряется.
Рассмотрим происходящие процессы подробнее. Предположим, что у нас есть две одинаковые частицы, которые совершают центральное столкновение. При этом столкновении происходит изменение их скоростей и направлений движения, но сумма скоростей их все еще остается равной и направлена вдоль прямой, соединяющей их центры масс.
Сначала полагаем, что перед столкновением энергия полностью находится в кинетической энергии, то есть в движении частиц. После столкновения, некоторая часть этой кинетической энергии переходит во внутреннюю энергию частиц, вызывая их деформацию и повышение температуры.
В центральном столкновении происходит распределение кинетической энергии между двумя сталкивающимися частицами. Одинаковость масс и скоростей перед столкновением обеспечивает равномерное распределение энергии между частицами после столкновения. В результате сталкивания, частицы приобретают одинаковую скорость, направленную противоположно движению до столкновения. Таким образом, энергия распределена между двумя частицами равномерно.
Рассмотрим пример для лучшего понимания этого процесса. Представим, что у нас есть две бильярдные шары, которые движутся с одинаковой скоростью и сталкиваются между собой. В результате сталкивания, обе шары меняют направление движения и скорость. При этом энергия, которая была в кинетической энергии до столкновения, распределяется между обеими шарами равномерно. Если шары одинаковые, то после столкновения масс-центры шаров продолжают двигаться в той же самой точке, где они столкнулись (но в противоположных направлениях), чтоозначает, что показатель центра масс остается неизменным.
Особенностью центрального столкновения является отсутствие момента силы, который обычно возникает в других видах столкновений. Это связано с тем, что момент силы, по определению, возникает только тогда, когда имеется ненулевой радиус-вектор, что, в свою очередь, происходит только в случае, когда столкновение происходит не по прямой линии, как в случае с центральным столкновением.
Таким образом, центральное столкновение - это особый тип столкновения, при котором происходит равномерное распределение кинетической энергии между двумя частицами. Это связано с тем, что обе частицы имеют одинаковую массу и начальную скорость перед столкновением. Все это делает центральное столкновение важным явлением в физике, особенно в молекулярной динамике и элементарных частицах.