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Mecânica de colisão

Mecânica de colisão
Mecânica de colisão

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Anonim

Colisão, também chamada de impacto, na física, a união repentina e contundente em contato direto de dois corpos, como, por exemplo, duas bolas de bilhar, um taco de golfe e uma bola, um martelo e uma cabeça de prego, dois vagões quando acoplados, ou um objeto caindo e um chão. Além das propriedades dos materiais dos dois objetos, dois fatores afetam o resultado do impacto: a força e o tempo durante o qual os objetos estão em contato. É uma experiência comum que uma bola de aço duro que caiu sobre uma placa de aço recupere quase até a posição em que foi derrubada, enquanto que, com uma bola de massa ou chumbo, não há rebote. Diz-se que o impacto entre a esfera de aço e a placa é elástico, e entre a massa e as bolas de chumbo e a placa é inelástico ou plástico; entre esses extremos, existem vários graus de elasticidade e respostas correspondentes ao impacto. Em um impacto perfeitamente elástico (atingido apenas no nível atômico), nenhuma energia cinética dos corpos em coação é perdida; em um impacto perfeitamente plástico, a perda de energia cinética é máxima.

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Uma colisão é um encontro entre dois corpos que altera pelo menos um de seus cursos. Alterar o curso de um corpo exige que um

Em todos os exemplos de corpos em colisão aqui mencionados, o tempo de contato é extremamente curto e a força de contato extremamente grande. Pode-se mostrar que, no caso limitante de uma força “infinita” atuando por um tempo “infinitesimal”, há uma mudança instantânea na velocidade de um corpo, mas nenhuma mudança em sua posição durante o período de contato. Forças dessa natureza são conhecidas como forças impulsivas e, sendo difíceis de medir ou estimar, seus efeitos são medidos pela mudança no momento (massa vezes velocidade) do corpo. O pêndulo balístico é um dispositivo baseado nesse princípio.

Quando dois corpos colidem, a soma do momento dos corpos antes do impacto é igual à soma do momento após o impacto. A relação entre as energias cinéticas antes e depois do impacto depende, como observado anteriormente, da elasticidade dos corpos. Conhecendo as velocidades iniciais, as velocidades finais podem ser obtidas pela solução simultânea das equações de momento e energia no caso de colisões perfeitamente elásticas.