Mikä on iskunopeus?

Iskunopeus on olennaisesti tosiasiallinen nopeus, jolla esine kulkee hetkellä, jolloin se vaikuttaa toiseen kohteeseen. Tämä voidaan ilmaista hieman yksinkertaisesti tilanteissa, joissa ulkopuoliset voimat jätetään huomiotta tai eivät ole läsnä kummankin objektin nopeuksien summan absoluuttisena arvona. Kun otetaan huomioon muut näihin kahteen kohteeseen kohdistuvat voimat, kuten painovoima, kitka, tuulen vastus ja vastaavat ulkoiset voimat, nopeuden arvo iskuhetkellä on huomattavasti monimutkaisempi. Iskunopeus voidaan määrittää mille tahansa kahdelle toisiinsa kosketukseen tulevalle esineelle.

Jotta törmäysnopeus olisi helppo ymmärtää, on tärkeää ensin ymmärtää, mitä nopeus yleensä tarkoittaa. Nopeus on etäisyyden mittaus, jonka esine voi kulkea tietyn ajanjakson aikana, ja se mitataan tyypillisesti metreinä sekunnissa (m/s). Vaikka nopeus on samanlainen kuin nopeus, näitä kahta termiä ei välttämättä voida käyttää synonyyminä, koska nopeus voi myös ilmaista suunnan, johon kohde kulkee suhteessa toiseen vertailupisteeseen. Tämä tarkoittaa sitä, että positiivisen nopeuden omaava objekti ja negatiivisen nopeuden omaava esine kulkevat vastakkaiseen suuntaan; nopeus ei osoita suuntaa eikä yleensä voi olla negatiivinen arvo.

Kohteen törmäysnopeus on lähinnä nopeus, jolla esine kulkee, kun se joutuu kosketuksiin toisen kohteen kanssa. Jos esimerkiksi kivi kulkee tyhjiössä ilman muita voimia sen päälle ja se vaikuttaa toiseen lepotilaan, iskunopeus on kallion nopeus, kun se iskee kallioon levossa. Jos edellisessä esimerkissä oleva kallio kulki nopeudella 100 m/s ja osui toiseen kallioon, joka kulki nopeudella 40 m/s sitä kohti, iskunopeus olisi 140 m/s, koska molempien nopeuksien absoluuttinen arvo lasketaan yhteen määrittää tehollinen nopeus törmäyshetkellä.

Monimutkaisemmissa järjestelmissä iskunopeuden määrittäminen voi olla vaikeampaa. Tämä johtuu siitä, että muut voimat leikkivät usein esineeseen, ja ajan mittaan nämä voimat voivat vaikuttaa sen nopeuteen. Luodilla, joka ammutaan alaspäin kulmasta katolta kohti esimerkiksi maassa istuvaa omenaa, olisi alkunopeus, kun se ammutaan, ja siihen kohdistuu painovoima, joka lisäisi sen nopeutta vetämällä sitä alaspäin. Tuulenkestävyys luodin pintaa vasten muuttaisi myös iskunopeutta, kun luoti osui omenaan, ja kaikki nämä voimat olisi otettava huomioon luodaksemme täsmällisen järjestelmän tälle järjestelmälle.