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O que é uma colisão inelástica em física?

O que é uma colisão inelástica em física?


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Quando há uma colisão entre vários objetos e a energia cinética final é diferente da energia cinética inicial, diz-se que é um colisão inelástica. Nessas situações, a energia cinética original às vezes é perdida na forma de calor ou som, os quais são resultados da vibração dos átomos no ponto de colisão. Embora a energia cinética não seja conservada nessas colisões, o momento ainda é conservado e, portanto, as equações de momento podem ser usadas para determinar o movimento dos vários componentes da colisão.

Colisões inelásticas e elásticas na vida real

Um carro bate em uma árvore. O carro, que percorria 80 quilômetros por hora, para instantaneamente de se mover. Ao mesmo tempo, o impacto resulta em um ruído estridente. Do ponto de vista da física, a energia cinética do carro mudou drasticamente; grande parte da energia foi perdida na forma de som (o barulho estridente) e calor (que se dissipa rapidamente). Esse tipo de colisão é chamado "inelástico".

Em contraste, uma colisão na qual a energia cinética é conservada durante toda a colisão é chamada de colisão elástica. Em teoria, as colisões elásticas envolvem dois ou mais objetos colidindo sem perda de energia cinética, e os dois objetos continuam a se mover como antes da colisão. Mas é claro que isso realmente não acontece: qualquer colisão no mundo real resulta na emissão de algum tipo de som ou calor, o que significa que pelo menos alguma energia cinética é perdida. Para propósitos do mundo real, porém, alguns casos, como duas bolas de bilhar colidindo, são considerados aproximadamente elásticos.

Colisões perfeitamente inelásticas

Enquanto uma colisão inelástica ocorre sempre que a energia cinética é perdida durante a colisão, há uma quantidade máxima de energia cinética que pode ser perdida. Nesse tipo de colisão, chamado de colisão perfeitamente inelástica, os objetos que colidem acabam "presos" juntos.

Um exemplo clássico disso ocorre ao disparar uma bala em um bloco de madeira. O efeito é conhecido como um pêndulo balístico. A bala entra na madeira e começa a mover a madeira, mas depois "para" dentro da madeira. (Coloquei "stop" entre aspas porque, como a bala agora está contida no bloco de madeira e a madeira começou a se mover, a bala ainda está se movendo também, embora não esteja se movendo em relação à madeira. Tem uma posição estática dentro do bloco de madeira.) A energia cinética é perdida (principalmente pelo atrito da bala que aquece a madeira quando ela entra) e, no final, há um objeto em vez de dois.

Nesse caso, o momento ainda é usado para descobrir o que aconteceu, mas há menos objetos após a colisão do que antes da colisão ... porque agora vários objetos estão presos juntos. Para dois objetos, esta é a equação que seria usada para uma colisão perfeitamente inelástica:

Equação para uma colisão perfeitamente inelástica:


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