¿Qué es una colisión inelástica en física?

Cuando hay una colisión entre varios objetos y la energía cinética final es diferente de la energía cinética inicial, se dice que es un colisión inelástica. En estas situaciones, la energía cinética original a veces se pierde en forma de calor o sonido, los cuales son el resultado de la vibración de los átomos en el punto de colisión. Aunque la energía cinética no se conserva en estas colisiones, el momento todavía se conserva y, por lo tanto, las ecuaciones para el momento pueden usarse para determinar el movimiento de los diversos componentes de la colisión..

Colisiones inelásticas y elásticas en la vida real

Un auto choca contra un árbol. El automóvil, que iba a 80 millas por hora, deja de moverse instantáneamente. Al mismo tiempo, el impacto resulta en un ruido de choque. Desde una perspectiva física, la energía cinética del automóvil cambió drásticamente; Gran parte de la energía se perdió en forma de sonido (el ruido de choque) y el calor (que se disipa rápidamente). Este tipo de colisión se llama "inelástica".

Por el contrario, una colisión en la que se conserva la energía cinética durante toda la colisión se denomina colisión elástica. En teoría, las colisiones elásticas involucran dos o más objetos que chocan sin pérdida de energía cinética, y ambos objetos continúan moviéndose como lo hicieron antes de la colisión. Pero, por supuesto, esto realmente no sucede: cualquier colisión en el mundo real da como resultado la emisión de alguna forma de sonido o calor, lo que significa que al menos se pierde algo de energía cinética. Sin embargo, para fines del mundo real, algunos casos, como el choque de dos bolas de billar, se consideran aproximadamente elásticos..

Colisiones perfectamente inelásticas

Si bien se produce una colisión inelástica cada vez que se pierde energía cinética durante la colisión, hay una cantidad máxima de energía cinética que se puede perder. En este tipo de colisión, llamado un colisión perfectamente inelástica, los objetos que chocan en realidad terminan "pegados" juntos.

Un ejemplo clásico de esto ocurre cuando se dispara una bala en un bloque de madera. El efecto se conoce como péndulo balístico. La bala entra en la madera y comienza a moverse, pero luego se "detiene" dentro de la madera. (Pongo "stop" entre comillas porque, dado que la bala ahora está contenida dentro del bloque de madera, y la madera ha comenzado a moverse, la bala en realidad todavía se mueve, aunque no se mueve en relación con la madera. Tiene una posición estática dentro del bloque de madera.) Se pierde energía cinética (principalmente a través de la fricción de la bala que calienta la madera cuando entra), y al final, hay un objeto en lugar de dos.

En este caso, el impulso todavía se usa para descubrir lo que sucedió, pero hay menos objetos después de la colisión que antes de la colisión ... porque ahora hay varios objetos unidos. Para dos objetos, esta es la ecuación que se usaría para una colisión perfectamente inelástica:

Ecuación para una colisión perfectamente inelástica: