Colisões mecânicas
Quando dois corpos entram em contato, dizemos que ocorreu
um choque ou uma colisão entre eles. Durante o choque, surgem forças de grandes
intensidades e de curtíssima duração. O choque entre dois corpos pode ser frontal
ou direto quando os centros de massa das duas esferas movem-se sobre
a mesma reta, caso contrário, o choque é denominado de oblíquo.
Coeficiente de restituição
Define-se
coeficiente de restituição (e) a razão entre a velocidade relativa de
afastamento e a velocidade relativa de aproximação.
Tipos de choque
# Choque Perfeitamente Elástico: e = 1
Neste tipo de choque, os corpos sofrem deformações elásticas e voltam, a seguir, às suas formas originais, separando um corpo do outro. As energias cinéticas antes do choque e após o choque são iguais.
# Choque Parcialmente Elástico: 0 < e
< 1
No choque parcialmente elástico, os corpos colidem e após a colisão, eles se separam, porém, ocorre perda de energia cinética.
# Choque Inelástico: e = 0
Na
colisão inelástica, a velocidade relativa de afastamento é zero, logo os corpos
permanecem unidos após a colisão, ocorrendo perda de energia cinética.
Observação
Nas
colisões, vamos considerar sistemas isolados, portanto, qualquer que seja o
tipo de choque, sempre ocorre conservação da quantidade de movimento.
# Choque Oblíquo
No caso do
choque ser oblíquo, basta decompor as velocidades em duas direções e aplicar,
para cada direção, o princípio da conservação da quantidade de movimento. A
figura abaixo representa duas bolas de massas m1 e m2 com as respectivas velocidades v1 e v2 antes do
choque e v1’
e v2’
após o choque.
Decompondo as
velocidades nas direções horizontal e vertical, aplicando para cada direção a
conservação da quantidade de movimento, obtemos:
Direção horizontal:
m1v1 . cos A – m2v2 . cos B = m2v2’ . cos D – m1v1’ . cos C
Direção vertical:
m1v1 . sen A – m2v2 . sen B = m1v1’ . sen C – m2v2’ . sen D
