二维碰撞与动量守恒

碰撞分析在标准大学物理导论课程中均有涵盖。在一维（1D）情形下，似乎不存在任何异常问题：通常给定两碰撞物体的初速度，问题为求末速度。因此在1D中有两个未知变量。可写出动量守恒方程，以及完全弹性情形下的能量守恒方程，或非弹性情形下的恢复系数（COR）表达式。于是有两个方程解两个未知数，问题可完全求解。然而在二维（2D）碰撞中出现了问题：存在四个未知变量（每个物体末速度的两个分量），但此时似乎只有三个方程：动量守恒方程的两个分量与能量条件。因此该问题看似欠定。若此问题在原理上确为欠定，则无法预测碰撞实验的结果。我们描述了如何为学生布置适当的实验练习与问题，针对一类有趣的2D碰撞，可唯一确定碰撞结果。