Quantidade de movimento, impulso e colisões elástica e inelástica
Informe massas e velocidades para ver a quantidade de movimento, as velocidades após a colisão elástica ou inelástica e o impulso de uma força.
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Colisão em uma dimensão
p = m1·v1 + m2·v2; elástica: v1' = ((m1 − m2)·v1 + 2·m2·v2) ÷ (m1 + m2); perfeitamente inelástica: v' = p ÷ (m1 + m2)
Dois corpos de 2 kg a 5 m/s e de 3 kg a −2 m/s têm quantidade de movimento total de 4 kg·m/s. Se o choque for elástico, saem a −3,4 m/s e 3,6 m/s; se for perfeitamente inelástico, seguem juntos a 0,8 m/s, com 29,4 J de energia cinética perdida.
Impulso
I = F · Δt; Δv = I ÷ m1
Uma força média de 50 N durante 0,2 s dá impulso de 10 N·s, que muda a velocidade do corpo 1 em 5 m/s. Com massas iguais (4 kg) e choque elástico, os corpos trocam de velocidade: 0 e 6 m/s.
Convenções e limites
- As velocidades têm sinal: positivo é o sentido escolhido como referência e negativo é o contrário. Só vale em uma dimensão.
- Colisão elástica conserva a energia cinética; a perfeitamente inelástica conserva só a quantidade de movimento e perde o máximo de energia. Colisões reais ficam entre as duas.
- A força do impulso é a média no intervalo, constante e na direção do movimento.
Perguntas frequentes
Como calcular a quantidade de movimento de dois corpos?
Multiplique a massa pela velocidade de cada corpo, com sinal, e some. Para 2 kg a 5 m/s e 3 kg a −2 m/s, o total é 4 kg·m/s.
Qual a velocidade depois de uma colisão elástica?
Pela conservação da quantidade de movimento e da energia cinética: v1' = ((m1 − m2)·v1 + 2·m2·v2) ÷ (m1 + m2). Com massas iguais, os corpos trocam de velocidade.
O que acontece na colisão perfeitamente inelástica?
Os corpos seguem juntos com v' = (m1·v1 + m2·v2) ÷ (m1 + m2) e a energia cinética perdida é a máxima possível para o sistema.