In der Wissenschaft ist die Sprache spezifisch und eindeutig.Das bedeutet, dass Begriffe auf eine Weise definiert werden, die sich häufig von der umgangssprachlichen Verwendung unterscheidet.

Ich zitiere Wikipedia zur Definition einer Kollision."Eine Kollision ist ein Ereignis, bei dem zwei oder mehr Körper für relativ kurze Zeit Kräfte aufeinander ausüben."Beachten Sie, dass kein Kontakt erforderlich ist.

Von den vier Grundkräften sind sowohl Elektromagnetismus als auch Schwerkraft weitreichend.Obwohl sie eine große Reichweite haben, fallen beide mit dem umgekehrten Quadrat der Entfernung (für einfach verteilte Objekte).Dies bedeutet, dass Sie die Auswirkungen der Kraft in großen Entfernungen relativ zu ihrer nächsten Annäherung meist ignorieren können.

Ein geladenes Teilchen, das beim Passieren von einem anderen geladenen Teilchen abgelenkt wird, ist ein Beispiel für eine Kollision, bei der kein Kontakt stattfindet.Ein weiteres Beispiel ist eine Gravitationsschleuder, bei der sich ein kleines Objekt um ein viel schwereres Objekt bewegt, um an Geschwindigkeit zu gewinnen.

Dies mag eine etwas pedantische Antwort sein, aber ich denke, um eine klare Sprache zu pflegen, würde ich den Begriff "physischer Kontakt" in Frage stellen, wie er durch die Verwendung des Wortes im Lehrbuch impliziert wird, und stattdessen wie folgt antworten: Wenn die "Kollision" von zwei oder mehr sich relativ bewegenden Körpern (wie dies impliziert) eine gegenseitige Änderung des Bewegungszustands bedeutet, dann hat es per Definition physischen Kontakt gegeben. Es gab einen Austausch von Impuls und / oder Drehimpuls und Energie aufgrund von einigen Wechselwirkungen.

Wenn wir umgangssprachlich "physischer Kontakt" sagen, meinen wir eine besonders starke Interaktion, die durch eine besonders enge Nähe der beiden Körper zueinander hervorgerufen wird, mit einer Reihe von Ergebnissen, die unsere intuitive Vorstellung von "physischem Kontakt" hervorrufen, wie zum Beispiel: Auslösen des Tastsinns, wenn einer der Körper ein empfindungsfähiges Tier ist, scharfe Verformung und möglicherweise Bruch einiger Körper an ihren nächstgelegenen Annäherungspunkten, dauerhafte plastische Verformung wie Kratzen, Ritzen oder Verziehen und deutlich hörbarer "Kontakt" " Geräusche. Auf der grundlegendsten Ebene unterscheidet sich eine solche Wechselwirkung jedoch von jeder anderen Wechselwirkung durch die vier Grundkräfte der Natur nur durch die Stärke der Wechselwirkung. Es gibt überhaupt keinen wirklichen fundamentalen qualitativen Unterschied: Wenn wir einen Körper "berühren", spüren wir einfach die Deformationen unseres eigenen Körpers, die durch fundamentale Kräfte - Elektromagnetismus - zwischen unseren Körpern und dem, was wir berühren, hervorgerufen werden. Ob wir die Coulomb-Abstoßung zwischen unserem Finger und den Atomen des Tisches spüren, auf dem er ruht, oder die Coulomb-Abstoßung zwischen dem geladenen Ball, den wir halten, und einem ähnlich geladenen Ball, der mehrere Zentimeter vom "physischen Kontakt" mit dem ersteren entfernt ist, es gibt nichts wirklich anderes, was auf einer fundamentalen Ebene passiert.

Wenn wir versuchen zu definieren, was "physischen Kontakt" von anderen Interaktionen unterscheidet, stellen wir schnell fest, dass es keine strenge Definition gibt, die ihn von anderen Interaktionen unterscheidet.

Alle Streuungen sind Beispiele für Kollisionen.Sie können das Beispiel der Alpha-Streuung von Rutherford betrachten, bei der kein physikalischer Kontakt zwischen dem Alpha-Teilchen und dem Kern besteht.

Das Problem hier ist die Definition. Es geht um "Kollisionen" und "Kontakt", definiert sie aber nicht sorgfältig. Die Probleme, die Sie bekommen, sind:

• Es gibt keinen eindeutigen Unterschied zwischen einer Kollision und vielen anderen Interaktionsformen.

Ein Beispiel hierfür ist Brownian Motion. Sie können sehen, wie sich Staubpartikel in der Luft bewegen und Partikel im Wasser (unter einem Mikroskop) plötzlich die Richtung ändern. Es sieht auf jeden Fall so aus, als hätten sie Kollisionen gehabt, weil sie plötzlich die Richtung ändern. Sogar im Unterricht sagen wir, dass sie kollidierten. Aber sie kamen nie wirklich in Kontakt. Sie könnten in winzigen Bruchteilen eines Millimeters angekommen sein, aber bevor sie sich tatsächlich berühren konnten, hatte die Interaktion ihre Aufgabe erfüllt und Impuls / Energie wurden übertragen, sodass sie sich auseinander bewegten.

Es ist dasselbe mit großen Kollisionen, nur schwerer zu sehen und weniger offensichtlich. Da es uns im Allgemeinen egal ist, wann zwei Autos kollidieren, ob ihre Partikel in Kontakt kamen oder nur innerhalb eines winzigen Bruchteils eines Millimeters, genug, um Impuls- und Verformungskräfte weiterzugeben, sagen wir, dass sie "kollidierten" und "in Kontakt" kamen. Aber technisch gesehen ist beides nicht wahr, oder zumindest müssten Sie definieren, was als "Kollision" und "Kontakt" gilt, um zu entscheiden, ob es gemäß dieser Definition wahr ist.

Gedankenexperiment / Beispiel einer "ziemlich nahen" Antwort

Hier ist ein Gedankenexperiment für Sie anstelle einer endgültigen Antwort.

Angenommen, Sie haben Billard oder Snooker nur mit dem Spielball und Schwarz gespielt und irgendwie hatten beide Bälle entweder die gleiche elektrische Ladung (alle + oder -) oder alle den gleichen magnetischen Monopol (Nord- oder Südmagnet), ohne auseinanderzubrechen. die Erde explodieren lassen oder die Physik brechen. Da sie dieselbe Ladung oder denselben Magnetpol haben, stoßen sie sich sehr stark ab, wenn sie sich nähern.

Sie haben den Spielball auf Schwarz geschlagen. Es scheint eine Seite des Schwarzen zu schlagen, und beide Bälle bewegen sich wie gewohnt im Pool / Snooker auseinander. Die Ultra-Zeitlupe zeigt jedoch, dass sich der schwarze Ball wegbewegte und der Spielball seinen Weg änderte, als sie 3,5 mm voneinander entfernt waren. Beide Bälle änderten schnell ihre Bewegung, so dass sie nie näher als 0,25 mm kamen, so schnell, dass es sah aus wie ein normales Billardspiel.

Würden Sie sagen, dass dies eine "Kollision" war und wenn ja, gab es "Kontakt"?

In Nahaufnahme ist das so, wie jede Kollision, die Sie sehen, und die Art von Bewegung, die wirklich passiert.

Das ist mein Versuch zu zeigen, warum es schwierig ist, diese Frage zu beantworten.

Die kurzfristige magnetische Abstoßung (z. B. zwischen denselben Polen von Magneten) ist auch ein Beispiel für eine Kollision ohne physischen Kontakt.

Was bedeutet "physischer Kontakt" überhaupt?Die Atome zweier kollidierender Autos "berühren" sich nie!Die Idee der "Berührung" ist wirklich unsere menschliche Unfähigkeit, Größen von weniger als einem Bruchteil eines Millimeters zu erfassen.

Sobald Sie akzeptieren, dass physischer Kontakt nur eine Frage des Maßstabs ist, geben Sie ihn auf und alle Kollisionen sind "berührungslos".Zwei Autos, die kollidieren, können zwar Farbe austauschen, aber sie berühren sich nie wirklich in dem Sinne, dass die Atome nicht einmal eine definierte Oberfläche haben, mit der sie sich berühren können!

(Mathematisch können wir Berührung als zwei Objektoberflächen definieren, die mindestens einen Punkt teilen. In der Physik funktioniert dies jedoch nicht, da Atome keine Oberflächen haben.)