Uma colisão corresponde à interação entre dois corpos (ou partículas) que acontece durante certo intervalo de tempo, podendo ocorrer contato, ou não.
Nas colisões em que forças externas se cancelam, o momento linear total do sistema (soma vetorial do momento linear de todos os corpos) sempre se conserva.
As colisões são classificadas como
1. Elásticas
2. Inelásticas
3. Perfeitamente inelásticas (ou plásticas)
4. Superelásticas.
Veja quais são as características de cada tipo de colisão.
1. Colisões elásticas
As colisões elásticas são aquelas em que a energia cinética total do sistema (soma das energias cinéticas dos corpos envolvidos) se conserva; ou seja, é a mesma antes e depois da colisão.
Para esse tipo de colisão, teremos:
Sendo que:
mA e mB são as massas dos corpos A e B, respectivamente;
Vi é a velocidade inicial;
Vf é a velocidade final.
O principal indicador desse tipo de colisão é a comparação das velocidades relativas antes e depois da colisão.
Na colisão elástica, o módulo da velocidade relativa de afastamento (depois da colisão) é igual ao módulo da velocidade relativa de aproximação (antes da colisão):
2. Colisões Inelásticas
São todas as colisões em que a energia cinética total do sistema não se conserva; ou seja, é menor depois da colisão.
Daí, teremos:
Durante esse tipo de colisão, parte da energia cinética é perdida:
* para produzir deformações permanentes nos corpos, em alguns casos.
* porque é convertida em energia térmica, que causa o aumento da temperatura dos corpos envolvidos.
* porque é convertida em energia sonora (ruídos, baralho produzidos na colisão):
Na colisão inelástica, o módulo da velocidade relativa de afastamento (depois da colisão) é menor que a velocidade relativa de aproximação (antes da colisão):
3. Colisões Perfeitamente Inelásticas
(ou, Colisões Plásticas)
Esse é um caso extremo de colisão inelástica. Acontece a máxima perda da energia cinética do sistema.
Isso não significa que toda energia cinética do sistema é perdida, o que também pode acontecer.
Os corpos ficam ligados como se fossem um único corpo depois da colisão.
Quando os corpos são moldáveis, como o plástico, eles acabam se fundindo durante a colisão, e por isso elas são chamadas também de colisões plásticas.
Na colisão plástica (ou, perfeitamente inelástica), a velocidade relativa de afastamento (depois da colisão) é nula, já que os corpos ficam ligados (ou fundidos).
Isso não significa que os corpos, necessariamente, terminem em repouso depois da colisão, o que também pode ocorrer.
Veja a animação:
Nesse caso:
4. Colisões Superelásticas
As colisões superelásticas são aquelas em que a energia cinética total do sistema aumenta depois da colisão.
Isso ocorre porque há liberação de energia interna armazenada nos corpos (energia potencial), que se converte em energia cinética durante a colisão.
Na colisão superelástica, o módulo da velocidade relativa de afastamento (depois da colisão) é maior que o módulo da velocidade relativa de aproximação (antes da colisão):
Como exemplo de uma colisão superelástica, poderíamos imaginar que um dos corpos (ou ambos) possuísse(m) uma pequena quantidade de substância explosiva que é detonada durante a colisão (a energia potencial química do explosivo seria transformada em energia cinética).
Exemplo
A figura representa uma colisão frontal unidimensional:
Como você classificaria esse tipo de colisão?
Resolução:
Para responder esta pergunta, é preciso determinar a velocidade relativa antes e depois da colisão, e compará-las. Vejamos:
Obs.: Velocidade é uma grandeza vetorial, portanto, os sinais representam os sentidos dos vetores quando têm a mesma direção.
Depois da colisão, temos a seguinte situação:
Podemos verificar que o módulo da velocidade relativa depois da colisão (7m/s) é menor que da velocidade relativa antes da colisão (10m/s). Isso caracteriza uma colisão inelástica.
Através das velocidades relativas podemos também classificar e deduzir outras informações sobre as colisões, através do "coeficiente de restituição". Vamos ver o que isso significa?
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