Kaj je udarna hitrost?

Udarna hitrost je v bistvu efektivna hitrost, s katero predmet potuje v trenutku, ko udari v drug predmet. To je mogoče izraziti nekoliko poenostavljeno za situacije, v katerih se zunanje sile zanemarijo ali niso prisotne kot absolutna vrednost vsote hitrosti obeh predmetov. Če upoštevamo druge sile na dva predmeta, kot so sila teže, trenje, upor vetra in podobne zunanje sile, je vrednost hitrosti v trenutku udarca bistveno bolj zapletena. Hitrost udarca je mogoče določiti za katera koli dva predmeta, ki prideta v stik drug z drugim.

Za enostavno razumevanje hitrosti udarca je pomembno najprej razumeti, na kaj se hitrost nanaša na splošno. Hitrost je meritev razdalje, ki jo predmet lahko prepotuje v določenem časovnem obdobju in se običajno meri v metrih na sekundo (m/s). Čeprav je hitrost podobna hitrosti, ni nujno, da se oba izraza uporabljata sinonimno, saj lahko hitrost nakazuje tudi smer, v kateri potuje predmet glede na drugo referenčno točko. To pomeni, da objekt s pozitivno hitrostjo in objekt z negativno hitrostjo znotraj istega sistema potujeta v nasprotnih smereh; hitrost ne kaže smeri in običajno ne more biti negativna vrednost.

Hitrost udarca predmeta je v bistvu hitrost, s katero predmet potuje, ko pride v stik z drugim predmetom. Na primer, če skala potuje v vakuumu brez drugih sil nanjo in udari v drugo skalo, ki miruje, je udarna hitrost hitrost skale, ko ta zadene skalo v mirovanju. Če bi skala v prejšnjem primeru potovala s 100 m/s in udarila v drugo skalo, ki je proti njej potovala s 40 m/s, bi bila udarna hitrost 140 m/s, saj se absolutna vrednost obeh hitrosti sešteje k določi efektivno hitrost v trenutku udarca.

V bolj zapletenih sistemih je lahko določanje hitrosti udarca težje. To je zato, ker druge sile pogosto delujejo na predmet in sčasoma lahko te sile vplivajo na hitrost, s katero potuje. Krogla, izstreljena navzdol pod kotom s strehe proti jabolku, ki sedi na tleh, bi na primer imela začetno hitrost, ko bi bila izstreljena, in nanjo vplivala sila teže, ki bi povečala njeno hitrost, tako da jo povleče navzdol. Odpornost vetra proti površini krogle bi spremenila tudi hitrost udarca, ko je krogla zadela jabolko, in vse te sile bi bilo treba upoštevati, da bi ustvarili natančen model za to vrsto sistema.