Choques elásticos e inelásticos:
Ya vimos cómo en los choque entre dos cuerpos se conservan las cantidades de movimiento. Podríamos ampliar ésto, aduciendo que la energía cinética antes del choque se conserva después del choque.
Sin embargo, en muchos choques parte de la energía cinética sufre transformaciones y se convierte, por ejemplo, en calor.
Los choques se clasifican en:
- elásticos e
- inelásticos
Según se conserve o no la energía cinética durante la colisión.
Choque elástico:
Una mesa de billar
Esto puede ocurrir con un golpe frontal con la bola blanca en una mesa de billar. Esto puede generalizarse explicando como un choque frontal elástico cunado se consideran masas iguales, siempre se intercambian las velocidades de estas.
Choque inelástico:
El choque completamente elástico es ideal, ya que en todo choque, parte de la energía se disipa en calor. En realidad los choques entre cuerpos grandes son inelásticos hasta cierto grado.
En general, si dos cuerpos en movimiento chocan, ambos cambian su estado de movimiento. En la colisión, la energía cinética del movimiento se gasta en la deformación de los dos cuerpos. Si los cuerpos son elásticos se dispone de esta energía en forma de energía potencial. En cambio, si son inelásticos la energía se pierde en forma de calor. Según el choque, se presentan todos los grados intermedios entre el de los cuerpos completamente elásticos y los completamente inelásticos. En los cuerpos elásticos, la energía potencial se convierte después en cinética: ambos cuerpos vuelven a tomar aceleración. La energía calórica que se disipa en los cuerpos inelásticos ya no puede ser transformada en energía cinética.
Según la cantidad de energía que se haya acumulado después del choque, como energía potencial debido al trabajo de deformación, se habla de un choque elástico o inelástico.
Debemos tener claro que los choques completamente elásticos o completamente inelásticos son casos limites. En la vida diaria el choque que se acerca bastante al choque elástico es el que se produce entre bolas de acero, porque hay poca deformación entre los cuerpos de contacto. De hecho, entre más se deforme un cuerpo durante la colisión habrá más perdida de calor y por lo tanto do energía cinética.
Si las bolas de acero se recubren con cera, se producirá un choque inelástico.
La capacidad de un cuerpo de recobrar su forma original después de la colisión recibe el nombre de elasticidad o restitución.
Cuando se dispara una bala a un blanco de madera, la bala se incrusta dentro del blanco terminando su movimiento. En este caso, hay pérdida considerable de energía cinética disipada en calor por acción del rozamiento, por lo que se produce un choque completamente inelástico.
Si dos cuerpos quedan pegados durante la colisión se dice que se trata de un choque completamente inelástico.
Experimentos de choques con materiales que tenemos en casa:
Ejemplo:
Dos personas A y B están paradas en una pista de patinaje, se
empujan mutuamente de manera que A adquiere una velocidad de 8
mts/seg hacia el Norte. Si la masa de A es de 60 kg y la de B
de 40 kg. ¿Cuál es la velocidad adquirida por B y en qué
dirección?
Solución:
Datos
Para A, vo = O ya que los cuerpos estaban originalmente en reposo,
v = 8m/s;
m = 60 kg.
Para B, vo1 = O;
V= ?
m, = 40 kg;
Aplicando el principio de conservación del momentum. tenemos:
mvo + rn1vo1 = mv + rn1v1
Como en este caso
vo = vo1= 0, entonces la fórmula queda así:
mv + m1V1 = 0
Despejando V1:
-mv -(60 kg x 8 m/s)
v1= m1 = 40kg
Datos obtenidos
V1= -12 m/s
El Signo menos de la velocidad de B indica que se mueve en
sentido contrario de A, en este caso hacia el Sur
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