Colisões Mecânicas

O conceito de colisão é muito importante no curso de física, além dos choques mais simples que iremos tratar, existem colisões extremamente complexas como as estudadas por centros de pesquisa como a NASA, colisões entre partículas. Neste estudo existe a preocupação de materiais capazes a resistir a colisões no espaço.

Portanto fiquemos atentos aos detalhes desta discussão.

Definição

Coques mecânicos ou colisões mecânicas são resultados de interação entre corpos. Podemos dividir essas interações em duas partes:

F Deformação: Onde a energia cinética é convertida em energia potencial.

F Restituição: A energia potencial é transformada em energia cinética. Essa transformação pode ser total, parcial ou não existir.

É exatamente a forma como a energia potencial é restituída em energia cinética que define os tipos de colisões e é isso que estudaremos agora.

Tipos de Colisão

F Colisão Elástica

Neste tipo de colisão a energia cinética antes da colisão é igual a energia cinética após a colisão, portanto não existe dissipação de energia. Como não houve dissipação podemos concluir que a velocidade após a colisão é trocada, ou seja a velocidade de um corpo passa para outro e vice-versa.

Esquematicamente temos:

F Colisão Parcialmente Elástica

Na Colisão Parcialmente Elástica temos a energia cinética antes da colisão maior que a energia cinética após a colisão, portanto existe dissipação da energia. Por causa da dissipação da energia a velocidade do conjunto no fim diminui e a velocidade de A e B são diferentes.

Fica ainda uma pergunta: Para onde foi a energia dissipada ?

A energia foi transformada em Calor, por causa do atrito existente na colisão.

Esquematicamente temos:

F Colisão Inelástica

A Colisão Inelástica possui energia cinética antes da colisão maior do que no final da colisão. Aqui a dissipação de energia é máxima, portanto no final as velocidades de A e B serão iguais, ou seja eles continuaram juntos.

Esquematicamente temos:

Importante:

F Como nós estamos trabalhando com sistemas isolados a quantidade de movimento é constante em qualquer tipo de colisão.

Coeficiente de Restituição

Para se fazer a medição e caracterização matemática de uma colisão utilizamos o coeficiente de restituição. O coeficiente mostra a taxa de energia cinética que é restituída após a colisão, logo na colisão elástica esta taxa é máxima e na colisão inelástica ela será mínima.

Como calcular o coeficiente ?