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| Colisões |
Neste capítulo vamos trabalhar com o conceito de colisões. Entendemos por colisão os choques de curta duração entre os objetos. Por exemplo, uma bola batendo contra o chão, duas bolas de sinuca se chocando,etc. Numa colisão as forças são de grande intensidade e agem num intervalo de tempo muito curto. Por isto mesmo são de difícil análise.
Para evitar estas complicações vamos procurar um caminho alternativo. Não vamos tentar entender o que acontece durante uma colisão. Ao contrário, vamos estudar as colisões observando o estado do sistema imediatamente antes da colisão e imediatamente depois da colisão. O que acontecer durante a colisão não vai nos interessar.
Para o estudo das colisões duas grandezas são importantes: O momento linear do sistema e a energia cinética do sistema. Assim, o nosso estudo se resume em medir o momento linear e a energia cinética dos objetos que compõem o sistema imediatamente antes e imediatamente depois da colisão.Veremos que, dependendo do tipo de colisão, as medidas dessas grandezas não variam, São as mesmas antes e depois da colisão.
Colisões elásticas.
Quando calculamos a soma dos momentos lineares de todos os elementos do sistema um pouco antes da colisão e repetimos o cálculo logo depois e encontrarmos o mesmo número afirmamos que o momento linear se conserva. Se fizermos o mesmo com relação à energia cinética e encontrarmos também o mesmo resultado antes e depois da colisão então ela também se conserva. Nesse caso a colisão é chamada colisão elástica. Veja as suas características clicando aqui.
Importante: Nas colisões elásticas os objetos ficam separados após a colisão.
Cique aqui e estude as equações das colisões elásticas.
Colisões inelásticas.
Como as colisões, por definição, se realizam num intervalo de tempo muito pequeno, as forças externas podem ser desconsideradas e assim o momento linear do sistema se conserva. Mas, em certos casos, a energia cinética não se conserva. Nesse caso a colisão é chamada colisão inelástica. Veja aqui as principais características desse tipo de colisão.
Importante: Nas colisões inelásticas os objetos permanecerem juntos após a colisão.
Estude aqui as equações das colisões inelásticas.
Uma última observação: Note que estamos estudando somente as colisões num mesmo plano e uma mesma direção. Claro que as colisões se dão no espaço e os objetos se espalham em qualquer direção. Esses casos, no entanto, ficam para um estudo posterior.
Observe ainda que estas duas classificações ( elásticas e inelásticas ) são teóricas. Na natureza as colisões não são perfeitamente elásticas ou perfeitamente inelásticas. Mas não vamos estuda-las aqui.
Resumo
Para resolver os exercícios sobre colisões você deve sempre observar o sistema antes da colisão e calcular a soma dos momentos lineares e das energias cinéticas de cada objeto. Faça o mesmo para o sistema depois da colisão.
Em seguida use as equações das colisões elásticas ou inelásticas conforme o caso.