Choque elástico e inelástico

Choque: Es la interacción entre dos o más cuerpos, donde al menos uno debe encontrarse en movimiento, generando un intercambio de movimiento y energía. La interacción se produce durante un pequeño intervalo de tiempo, en estas situaciones las fuerzas externas son despreciables. Existen dos tipos de choques:

• Choque elástico
• Choque inelástico

No existe perdida de momento lineal ni de energía cinética, los objetos colisionarán entre sí y luego se mantendrán separados uno del otro. Las fórmulas que se utilizan para este tipo de choques son las siguientes:

• (mA)(VAi) + (mB)(VBi) = (mA)(VAf) + (mB)(VBf)
• VAi – VBi = VBf – VAf

Se conserva el momento lineal, mientras que la energía cinética no se conserva, ya que parte de la energía se convierte en energía térmica, sonora o deformaciones de los materiales. En este tipo de choques los objetos quedan unidos al final de la colisión, y tienen la misma velocidad. Las fórmulas que se utilizan para este tipo de choques son las siguientes:

• (mA)(VAi) + (mB)(VBi) = (VC)(mA+mB)
• VAf = VBf = VC
• VC = raíz (2gh)

Ejemplo: Dos objetos se dirigen uno directamente hacia el otro de manera horizontal, si uno de ellos con masa de 5 kilogramos tiene una velocidad de 8 m/s hacia la derecha, y el otro con una masa de 7 kilogramos tiene una velocidad de 2.5 m/s hacia la izquierda, determina: a) La velocidad de ambos después de la colisión si sabes que el choque es elástico. b) La velocidad de ambos después de la colisión si sabes que el choque es inelástico. Solución: mA = 5 kg VAi = 8 m/s mB = 7 kg VBi = – 2.5 m/s a) (mA)(VAi) + (mB)(VBi) = (mA)(VAf) + (mB)(VBf) (5)(8) + (7)( –2.5) = (5) (VAf) + (7)( VBf) 40 – 17.5 = 5VAf + 7VBf 22.5 = 5VAf + 7VBf (a) VAi – VBi = VBf – VAf (8) – (-2.5) = VBf – VAf 10.5 = VBf – VAf 10.5 + VAf = VBf (b) Sustituyendo (b) en (a) 22.5 = 5VAf + 7VBf 22.5 = 5VAf + 7(10.5 + VAf) 22.5 = 5VAf + 73.5 + 7VAf 22.5 – 73.5 = 12VAf –51 = 12VAf –51 / 12 = VAf VAf = – 4.25 m/s Sustituyendo VAf en (b) 10.5 + VAf = VBf 10.5 + (– 4.25) = (VBf) VBf = 6.25 m/s b) (mA)(VAi) + (mB)(VBi) = (VC)(mA+mB) (5)(8) + (7)( –2.5) = (VC)(5 + 7) 40 – 17.5 = 12(VC) 22.5 = 12VC 22.5 / 12 = VC VC = 1.875 m/s