Een botsing is de gebeurtenis in de mechanica en de natuurkunde, waarbij twee voorwerpen (in de ruimste zin) elkaar als gevolg van hun onderlinge beweging raken.
Tussen de botsende voorwerpen wordt impuls en energie uitgewisseld.
Botsingen treden op bijvoorbeeld tussen een bal en een muur, auto's of planeten, biljartballen, maar ook tussen elektronen en fotonen (Comptoneffect).

Men onderscheidt elastische (veerkrachtige) en onelastische (inelastische, onveerkrachtige of plastische) botsingen.
Tijdens de botsing treedt eerst een vervormingsstoot op, waarbij de botsende voorwerpen elkaar indeuken, zoals bijvoorbeeld vaak bij een verkeersongeval.
Daarna kan door de veerkracht van de voorwerpen een restitutiestoot optreden, die ze uit elkaar drijft.

Botsingswetten

De wis- en natuurkundige en filosoof Descartes stelde in de zeventiende eeuw regels op, waaraan botsende voorwerpen moesten voldoen. Christiaan Huygens verbeterde deze en gaf de wetten voor een elastische botsing hun huidige vorm.
We beschouwen ballen 1 en 2 met massa's en en snelheden en .
De snelheden zijn vectoren.
Twee behoudswetten spelen een rol:

Behoud van impuls

Deze geldt altijd.

Behoud van kinetische energie

Deze geldt bij een volkomen elastische botsing.

Elastisch - onelastisch

Volkomen elastische botsing

Hier is de wet van behoud van kinetische energie van toepassing.
Uit beide behoudswetten kan wiskundig aangetoond worden dat het verschil in snelheid voor en na de botsing gelijk is.

Het minteken betekent dat de richting van de relatieve snelheid omgekeerd is.

In een inertiaalstelsel waarbij het massamiddelpunt niet beweegt veranderen de snelheden alleen van richting en wordt er dus geen kinetische energie overgedragen.
Bij een centrale botsing met algemeen inertiaalstelsel is de overgedragen kinetische energie evenredig met de snelheid van het massamiddelpunt.

Volkomen onelastische botsing

De beide lichamen bewegen na de botsing verder alsof ze één lichaam geworden zijn.
Voorbeeld: botsing van twee klompen stopverf.
De kinetische energie wordt dus voor een groot deel omgezet in een andere vorm (warmte en vervormingsenergie).

Na de botsing is dus v_1na = v_2na .
m.a.w. : het verschil in snelheid is nul.

Onvolkomen elastische botsing

Deze botsing kan beschouwd worden als een tussenstap tussen beide vorige, en benadert het best de werkelijkheid.
De kinetische energie wordt geheel of gedeeltelijk gebruikt voor vervorming van de voorwerpen (bijvoorbeeld de kreukelzone van auto's in een verkeersongeval).

Met andere woorden : het verschil in snelheid is kleiner geworden.

Algemeen

Schuine botsing

Wanneer de snelheden van de botsende massa's niet volgens de verbindingslijn van de massacentra liggen, heeft men een schuine botsing.
Of anders geformuleerd : bij een centrale botsing ligt het botsingsvlak loodrecht op de snelheden, bij een schuine botsing niet.
Men blijft hier voorlopig binnen de onderstelling dat er tijdens de botsing geen krachten in het botsingsvlak optreden maar alleen krachten loodrecht op het botsingsvlak.

Een biljartspeler gebruikt veel meer schuine botsingen dan echte centrale botsingen.
Wat volgt is hierop vrij goed toepasselijk voor zover het gaat over iemand die zonder speciaal "effect" speelt.
Bij effectballen worden ballen gebruikt die niet zuiver rollen, maar ook nog op een andere manier roteren.
Voor experimentele controle van de schuine botsing kan men best pucks op een luchtkussentafel gebruiken.

Bij een schuine botsing geldt wat gezegd werd over de restitutiecoëfficiënt voor de componenten van de snelheid loodrecht op het botsingsvlak.
In het licht van de tweede definitie van de restitutiecoëfficiënt, die steunt op de verhouding van de stoten voor en na de botsing, lijkt dit gerechtvaardigd.
Men zal dus de snelheden moeten splitsen volgens componenten evenwijdig aan het botsingsvlak en componenten loodrecht op het botsingsvlak.