התנגשות אלסטית

בהתנגשות אלסטית גם התנע וגם האנרגיה הקינטית נשמרים. הגופים המתנגשים מוקפצים זה מזה בלי שום הפסד שקול לחום, לקול או לעיוות. התנגשויות אלסטיות באמת קיימות בצורתן הנקייה ביותר בין חלקיקים אטומיים ותת־אטומיים: פרוטונים מול פרוטונים, אלקטרונים מול אטומים. מאקרוסקופית הן אידיאליזציה המקורבת היטב על ידי כדורי פלדה קשים, כדורי גומי סופרבול, והכדוריות החלקות במודלי גז אידיאלי של התורה הקינטית.

עבור התנגשות אלסטית חד־ממדית בין מסות m_A (במהירות נכנסת v_A) ו־m_B (בתחילה במנוחה), המהירויות היוצאות נקבעות באופן חד־ערכי על ידי שילוב שימור התנע ושימור האנרגיה: v_A' = ((m_A − m_B) / (m_A + m_B))·v_A ו־v_B' = (2m_A / (m_A + m_B))·v_A. שלושה מקרים מאירים את הגיאומטריה: מסות שוות מחליפות מהירויות (הטריק של עריסת ניוטון); פגז כבד כמעט אינו מואט בעוד מטרה קלה יורה החוצה בפי שניים ממהירות הפגז (אפקט מקל הגולף); פגז קל קופץ ישר חזרה ממטרה כבדה כמעט נייחת (כדור הגומי על הקיר).

מעבר לתפקידו כאידיאליזציה פדגוגית, ההתנגשות האלסטית היא עמוד השדרה המושגי של ניסויי הפיזור בפיזיקה. כאשר Rutherford הקפיץ ב־1911 חלקיקי אלפא מאטומי רדיד זהב וראה חלקם סוטים בזוויות גדולות, הוא השתמש במתמטיקה של התנגשויות אלסטיות כדי להסיק את קיומו של גרעין אטומי קטן וכבד. כל ניסוי פיזור מאז — ועד ה־LHC — הוא הרחבה מורכבת של אותו רעיון.