UFRJ, Sem Campus, Física 1, Roteiros de F1 - UFRJ - Roteiro 10 - Colisões, Questão 1
Redija uma definição para os termos citados a seguir:
- conservação de momento
- colisão totalmente elástica
- colisão totalmente inelástica
Passo 1
Fala, galera! Vamos resolver essa questão!
O enunciado pediu pra gente definir o que é a conservação de momento, a colisão totalmente elástica e a colisão totalmente inelástica.
Pra isso, nós vamos precisar lembrar que o momento linar é uma grandeza vetorial que representa a quantidade de movimento de um sistema e é definido pelo produto entre a massa do corpo e sua velocidade:
Assim, vamos entender como ele se conserva e como funcionam as colisões.
Vamos lá!
Passo 2
Em física, o termo conservação se refere a algo que não muda. Isto significa que a variável de uma equação que representa uma grandeza conservada é constante ao longo do tempo. A variável tem o mesmo valor antes e depois de um evento. Mas conservação do momento aplica-se somente a um sistema isolado de objetos e é, na verdade, uma consequência direta da terceira lei de Newton.
Considere uma colisão entre dois objetos, o objeto e o objeto . Quando os dois objetos colidem, há uma força atuando em devido a (), mas, por causa da terceira lei de Newton, há uma força igual na direção oposta atuando em devido a ().
As forças agem entre os objetos quando eles estão em contato. O período em que os objetos estão em contato — e — varia de acordo com as especificidades da situação. Por exemplo, seria maior para duas bolas moles do que para duas bolas de bilhar. No entanto, o tempo deve ser igual para ambas as bolas.
Consequentemente, o impulso experimentado pelos objetos e deve ser igual em grandeza e em sentido contrário.
Se lembrarmos que o impulso é equivalente a uma mudança no momento, segue-se que a mudança nos momentos dos objetos é igual mas em direções opostas. Isso pode ser também expresso como a soma da mudança dos momentos sendo igual a zero.
Então, resumidamente podemos definir a conservação do momento, como a manutenção da quantidade de movimento de um sistema isolado, sempre que o somatório de forças externas for igual a zero.
Passo 3
A conservação do momento é usada principalmente para descrever colisões entre objetos. E assim, como o momento se conserva, podemos dizer que a energia se conserva. Quando há movimento, essa energia é cinética.
Assim, quando os corpos envolvidos em uma colisão não sofrem deformações permanentes durante o impacto, a energia cinética entre eles se conserva e temos uma colisão elástica. Isso sempre acontece quando temos uma mola ideal.
Já no caso de uma colisão inelástica, sua energia cinética não se conserva, porque ela é dissipada. Esse tipo de colisão também pode ser classificada em parcialmente inelástica e totalmente inelástica.
No caso de uma colisão parcialmente inelástica, ocorre a dissipação de energia cinética e os objetos tem velocidade final diferentes. E no caso de uma colisão totalmente (ou perfeitamente) inelástica, a velocidade final dos objetos é a mesma, ou seja, ao final da colisão os corpos movimentam-se juntos.
Valeu, galera! Até a próxima! 😉