- O que é um choque perfeitamente elástico? E o que é um choque perfeitamente inelástico?
Passo 1
O enunciado pede para definirmos o que são choque perfeitamente elástico e choque perfeitamente inelástico. O conteúdo é Dinâmica de colisões em Mecânica Clássica, onde usamos conservação de quantidade de movimento e energia cinética, além do coeficiente de restituição.
Passo 2
Em qualquer colisão isolada (sem forças externas significativas), vale sempre a conservação da quantidade de movimento. Sejam dois corpos de massas
e
com velocidades iniciais
e
e velocidades finais
e
. Então
Além disso, introduzimos o coeficiente de restituição
como
que mede o quanto da velocidade relativa antes da colisão é recuperada depois.
Passo 3
No choque perfeitamente elástico temos duas características simultâneas:
- Conservação da quantidade de movimento (sempre válida).
- Conservação da energia cinética total
Nesse caso o coeficiente de restituição vale
, ou seja, não há perda de energia cinética.
Passo 4
No choque perfeitamente inelástico também há conservação da quantidade de movimento, mas não há conservação da energia cinética (parte dela se dissipa, vira calor, deformação etc.). Na forma mais extrema, os corpos grudam e saem com velocidade comum
, dada por
Aqui o coeficiente de restituição é
, indicando perda máxima de energia cinética possível.
Passo 5
Em resumo, a diferença chave é se a energia cinética se conserva
ou não
, mantendo sempre a conservação do momento.
Resposta
- Choque perfeitamente elástico: colisão em que se conserva a quantidade de movimento e se conserva a energia cinética total; tem coeficiente de restituição
. - Choque perfeitamente inelástico: colisão em que se conserva a quantidade de movimento, não se conserva a energia cinética (há dissipação máxima) e os corpos podem ficar “grudados”; tem coeficiente de restituição
.