v. (-en),
1. het botsen, stoot, schok; het heftig tegen elkaar aankomen, eig. (van voertuigen) of fig. (van ideeën, plannen, machten), vaak in de verbinding in botsing komen met; de stakers kwamen in botsing met de politie, tot een treffen, een gevecht; belangen die in botsing komen, die niet met elkaar stroken, niet met elkaar in overeenstemming te brengen zijn;
2. (natuurkunde) het in onderlinge wisselwerking komen van deeltjes die elkaar naderen .
Bij botsingsprocessen heeft een uitwisseling plaats van impuls en van energie tussen de botsende deeltjes, zodat de beweging van de deeltjes verandert. Veelal, maar niet noodzakelijk, komen de deeltjes in contact met elkaar, b.v. bij de botsing tussen twee biljartballen. Een botsing wordt centraal genoemd wanneer het ontmoetingspunt van de twee lichamen zich bevindt op de verbindingslijn Z1Z2 van hun zwaartepunten; is dit niet het geval, dan heet de botsing excentrisch. Een botsing heet recht wanneer de snelheden van de lichamen vóór de botsing gericht zijn volgens Z1Z2; zo niet dan wordt de botsing scheef genoemd. Een eenvoudig geval van een rechte, centrale botsing doet zich voor wanneer twee bollen zich eenparig met hun zwaartepunten Z1 resp. Z2 langs dezelfde rechte lijn voortbewegen.
Men stelt de massa’s m1 resp. m2, snelheden vóór de botsing v1 resp. v2, en de snelheden ná de botsing w1 resp. w2. De snelheden zijn algebraïsch opgevat, d.i. gemeten langs een as. (Zo is, in de afbeelding, v1 positief en v2 negatief.) We veronderstellen eenvoudigheidshalve dat de deeltjes na de botsing blijven bewegen volgens de rechte Z1Z
2. De (inwendige) krachten die de deeltjes bij hun onderling contact op elkaar uitoefenen zijn groot en veranderen snel; volgens de wet van actie en reactie (zie actie en reactie, wet van) zijn zij echter op elk ogenblik gelijk en tegengesteld. De totale duur van hun optreden is kort zodat de invloed van uitwendige krachten gedurende de botsing te verwaarlozen is ten opzichte van de invloeden van de inwendige krachten. Daaruit volgt dat voldaan wordt aan de wet van het impulsbehoud, zodat: m1w1 + m2w2 = m1vl + m2v2 (1)
Om de snelheden w1, en w2 te bepalen is naast (1) nog een tweede vergelijking nodig. Die tweede vergelijking hangt af van de aard van de botsing: we onderscheiden
1. de volkomen onelastische botsing,
2. de volkomen elastische botsing, en
3. de onvolkomen elastische botsing.
Bij een volkomen onelastische botsing bewegen de twee lichamen zich na de botsing als één geheel verder met snelheid w (b.v. een kogel die in een zandzak geschoten wordt). Dan geldt:
w1 = w2 = w (2)
Uit (1) en (2) volgt dan:
w = (m1v1 + m2v2)/(m1 + m2).
De kinetische energie bedraagt vóór de botsing: 1/2m1v12 + 1/2m2v22 Na de botsing bedraagt ze 1/2(m1 + m2)w2 en ze is steeds kleiner dan de kinetische energie vóór de botsing. Dit verlies van kinetische energie wordt gecompenseerd door een toename van de warmteenergie (wet van behoud van energie).
Bij een volkomen elastische botsing blijven de deeltjes na de botsing elk afzonderlijk bestaan met elk hun eigen snelheid w1 resp. w2, en blijft de kinetische energie van het stelsel onveranderd, of:
1/2m1w12 + 1/2m2v22 = 1/2m1v12 + 1/2m2v22 (3)
Uit (1) en (3) volgt:
w1 = ø-v1; w2 =ø -v2, hierin is ø een hulpgrootheid gegeven door:
ø = 2(m1v1 + m2v2)/(m1 + m2).
Voorbeelden:
a. twee biljartbollen met gelijke massa, de eerste met een snelheid v1 de andere in rust, zullen na botsing eikaars snelheid overnemen; de eerste komt tot rust, de andere krijgt de snelheid v2. Daarbij is alle kinetische energie van de eerste bol overgedragen op de tweede: 100 % energieoverdracht;
b. een stalen bolletje stuit van een aambeeld (massa oneindig) terug met een zelfde maar tegengestelde snelheid: geen energieoverdracht.
De onvolkomen elastische botsingen zijn alle tussengevallen van 1. en 2. Hierbij treedt ook verlies op van kinetische energie, maar niet zoveel als in 1. Meestal verloopt de botsing niet één-dimensionaal. Een eenvoudig geval van twee-dimensionale botsing doet zich voor wanneer een volkomen veerkrachtige bol onder een zekere hoek botst tegen een volkomen veerkrachtige wand. Het blijkt dan dat de snelheid w2 na de botsing in één vlak ligt met de loodlijn op de wand in het punt van botsing en met de snelheid vt vóór de botsing (afb.). In grootte zijn w1 en v2 aan elkaar gelijk en sluiten zij met de loodlijn een zelfde hoek in.
De resultaten zijn niet meer zo eenvoudig wanneer wrijving optreedt. Nog ingewikkelder is het geval van de excentrische botsing waar ook met draaiing van de lichamen rekening moet worden gehouden; zo zullen lichamen die geen draaiing bezaten, ten gevolge van een excentrische botsing een rotatiebeweging verkrijgen.
Meer algemeen spreekt men van botsing wanneer er een wisselwerking optreedt tussen twee deeltjes die dicht bij elkaar komen, waardoor in een relatief korte tijd een meetbare verandering van hun beweging plaatsheeft. Daarbij hoeven de deeltjes elkaar niet te raken. Als b.v. protonen of a-deeltjes of elektronen een atoom naderen, treden er elektrische krachten op waardoor de deeltjes een richtingsverandering ondergaan. Men spreekt in dit geval van verstrooiing (zie Rutherford, verstrooiingsproef van, zie comptoneffect, zie botsingsdoorsnede).