Momento e Energia Cinética em Colisões

No Módulo 9-4, consideramos a colisão de dois corpos que se comportavam como partículas, mas nos concentramos em apenas um dos corpos. Nos próximos módulos, estudaremos o sistema de dois corpos como

um todo, supondo que se trata de um sistema fechado e isolado. No Módulo

9-5, discutimos uma regra para sistemas desse tipo: o momento linear total

do sistema não pode variar, já que não há uma força externa para causar

essa variação. Trata-se de uma regra muito importante, pois permite determinar o resultado de uma colisão sem conhecer detalhes da colisão, como a extensão dos danos.

Também estaremos interessados na energia cinética total de um sistema

de dois corpos que colidem. Se a energia cinética total não é alterada pela colisão, a energia cinética do sistema é conservada (é a mesma antes e depois da colisão). Esse tipo de colisão é chamado de colisão elástica. Nas colisões entre corpos comuns, que acontecem no dia a dia, como a colisão de dois carros ou de uma bola com um taco, parte da energia é transferida de energia cinética para outras formas de energia, como energia térmica e energia sonora. Isso significa que a energia cinética não é conservada. Este tipo de colisão é chamado de colisão inelástica.

Em algumas situações, podemos considerar uma colisão de corpos

comuns como aproximadamente elástica. Suponha que você deixa cair uma Superbola em um piso duro. Se a colisão entre a bola e o piso (ou a Terra) fosse elástica, a bola não perderia energia cinética na colisão e voltaria à altura inicial. Na prática, a altura atingida pela bola após a colisão é ligeiramente menor, o que mostra que parte da energia cinética é perdida na colisão e, portanto, a colisão é inelástica. Entretanto, dependendo do tipo de cálculo que estamos executando, pode ser válido desprezar a pequena quantidade de energia cinética perdida e considerar a colisão como se fosse elástica.

A colisão inelástica de dois corpos sempre envolve uma perda de energia

cinética por parte do sistema. A maior perda ocorre quando os dois corpos permanecem juntos, caso em que a colisão é chamada de colisão perfeitamente inelástica. A colisão de uma bola de beisebol com um taco é inelástica, enquanto a colisão de uma bola de massa de modelar com um taco é perfeitamente inelástica, pois, nesse caso, a bola adere ao bastão. Colisões Inelásticas em Uma Dimensão