Colisões

Nas colisões há conservação do momento linear,

$$\vec{p}^{\; \text{antes}}_{\text{sistema}}=\vec{p}^{\; \text{depois}}_{\text{sistema}}$$

mas nem sempre há conservação da energia cinética.

Existem três tipos de colisão: elástica, inelástica e perfeitamente inelástica:

Colisão elástica

Há conservação da energia cinética do sistema, \({E}_{c \; \text{sistema}}\),

$${E}^{\; \text{antes}}_{c \; \text{sistema}}={E}^{\; \text{depois}}_{c \; \text{sistema}}$$

Os corpos deformam mas voltam à sua forma original. Durante a colisão a energia cinética é transformada em energia potencial elástica e depois, no final da colisão, novamente em energia cinética (Figura 2).

$${E}_{c} \rightarrow {E}_{p \; elástica} \rightarrow {E}_{c}$$

O coeficiente de restituição, \(e\), numa colisão elástica é 1.

Colisão inelástica

Não há conservação da energia cinética do sistema, \({E}_{c \; \text{sistema}}\),

$${E}^{\; \text{antes}}_{c \; \text{sistema}} \neq {E}^{\; \text{depois}}_{c \; \text{sistema}}$$

Neste tipo de colisão há diminuição da \({E}_{c \; \text{sistema}}\), que é transformada em aquecimento do sistema e/ou deformações, irrecuperáveis, dos corpos envolvidos.

O coeficiente de restituição, \(e\), numa colisão inelástica é maior que 0 mas menor que 1.

Colisão perfeitamente inelástica

Não há conservação da energia cinética do sistema, \({E}_{c \; \text{sistema}}\),

$${E}^{\; \text{antes}}_{c \; \text{sistema}} \neq {E}^{\; \text{depois}}_{c \; \text{sistema}}$$

Há diminuição da \({E}_{c \; \text{sistema}}\) para valores mínimos (esta energia também é transformada em aquecimento e deformações, irrecuperáveis, dos corpos).

Os corpos ficam juntos após a colisão (a velocidade final dos corpos é a mesma, a do centro de massa do sistema) (Figura 3).

O coeficiente de restituição, \(e\), numa colisão inelástica é 0.

Collision Lab [© PhET]