Si dos objetos chocan sin sufrir una deformación permanente y sin calentarse, se dice que el choque es elástico.
Seguro que has observado una jugada de billar en la que cuando chocan
las bolas frontalmente si una de las bolas está en reposo, tras la
colisión
la que lanzas queda en reposo y la otra se mueve con una velocidad igual
a la
primera.
El ejemplo de las bolas de billar en el que una de las bolas transfiere
su cantidad de movimiento a la otra es un caso de choque elástico.
Comprueba esta situación con el siguiente simulador poniendo las dos bolas con la misma masa y velocidad inicial 0 para una de ellas.
Simulación de Jesús Peñas bajo licencia Creative Commons
Ejemplo o ejercicio resuelto
Un cuerpo de masa 14 kg que se mueve con una velocidad de 5 m/s choca elásticamente con otro de 7 kg que se mueve a -7 m/s.
Si tras el choque el segundo cuerpo se mueve con una velocidad de 9 m/s ¿con qué velocidad se moverá el primero?
La cantidad de movimiento del sistema antes del choque es la suma de las cantidades de movimiento de cada cuerpo:
pantes = m1·v1i + m2·v2i = 14 kg·5 m/s + 7 kg ·(-7) m/s = 70 kg·m/s - 49 kg·m/s = 21 kg·m/s
La cantidad de movimiento tras el choque es:
pdespues = m1·v1f + m2·v2f = 14 kg ·v1f + 7 kg ·9 m/s = 14 kg·v1f + 63 kg·m/s
Como en los choques se conserva la cantidad de movimiento, tenemos que
pantes = pdespues
21 kg·m/s = 14 kg·v1f + 63 kg·m/s
-42 kg·m/s = 14 kg·v1f
Y despejando nos queda:
v1f = -3 m/s
¡Compruébalo con el simulador!
Habrás observado que cuando bota una pelota, los botes son cada vez más cortos hasta que se detiene. Esto es debido a que existen choques en los que se disipa parte de la energía en deformar y calentar los cuerpos que chocan. Estos choques se llaman inelásticos
Cuando dos objetos chocan y tras la colisión quedan unidos, el choque se denomina totalmente inelástico.
En el laboratorio de física solemos trabajar con dos carritos en un riel que quedan pegados tras el choque mediante un velcro.
Utiliza en el siguiente simulador para estudiar diferentes situaciones trabajando con distintas masas y velocidades de las partículas.
Simulación de Jesús Peñas bajo licencia Creative Commons
Habrás observado con el simulador que en los choques totalmente inelásticos antes del choque hay dos partículas de y tras el choque hay una sola partícula cuya masa es la suma de las masas de las partículas originales.
Ejemplo o ejercicio resuelto
Dos cuerpos de masas 5 kg y 10 kg se
mueven uno hacia el otro con velocidades iguales en módulo, 6 m/s. Si después del choque se
mueven juntos, ¿cuál es la velocidad de ambos después del choque?
Por ser un choque se conserva
la cantidad de movimiento:
5 kg· 6 m/s + 10 kg (-6) m/s
= (5 kg +10 kg) · vf
-30 kg·m/s = 15 kg · vf
y despejando vf = -2 m/s
El signo negativo indica que el movimiento es hacia la izquierda.
¡Compruébalo con el simulador!
AV - Pregunta de Elección Múltiple
Siempre que un cuerpo choca
con otro que está en reposo, si tienen la misma masa sucede que:
Los dos objetos se quedan juntos
en reposo.
Si el choque es elástico, el
primero se para y el segundo se mueve con la velocidad del primero.
Si el choque es inelástico, se
mueven juntos con la velocidad del primero.
El primer cuerpo rebota con la
velocidad que llevaba.
¡Incorrecto! En los choques se
conserva el momento lineal. El inicial es m·v y el final es nulo.
¡Correcto! Al ser el choque
elástico, los objetos intercambian sus momentos lineales.
¡Incorrecto! El momento lineal final
sería doble del inicial.
¡Incorrecto! El momento lineal final
sería el opuesto al inicial.