Dois blocos de massas
e
se movem em uma superfície horizontal sem atrito e colidem elasticamente. Explique as diferenças entre uma colisão elástica e uma colisão inelástica.
Passo 1
Então, o problema diz que dois blocos de massas
e
estão deslizando num plano sem atrito e acabam colidindo elasticamente. O conteúdo aqui é “colisões em física”, mais especificamente “conservação de momento” e “conservação de energia cinética”. Para resolver você vai precisar entender o que é uma colisão, por que o momento se conserva e qual a diferença entre colisão elástica e inelástica.
Passo 2
Primeiro, o que é colisão?
- Colisão é um encontro rápido entre corpos que interagem por forças internas.
- Em qualquer colisão num sistema isolado (sem forças externas), o momento linear total antes e depois do impacto se conserva.
- Momento linear
de um objeto de massa com velocidade é - Para duas massas, antes da colisão:
e depois: - Conservação de momento:
- Momento linear
Passo 3
Agora, colisão elástica:
- Além de conservar o momento, ela conserva a energia cinética total.
- Energia cinética de um corpo:
- Para duas massas, conservação de energia cinética significa
- Como não há atrito nem deformação permanente, nenhuma energia “some” em calor ou som.
Passo 4
Colisão inelástica:
- O momento ainda se conserva (porque continua sendo sistema isolado), mas a energia cinética não.
- Parte da energia cinética se transforma em calor, som, energia interna ou deformações.
- Em geral:
- Quanto mais “inelástica” for, maior a perda de energia cinética.
Passo 5
Caso extremo – colisão completamente inelástica:
- Os corpos “grudam” um no outro e passam a ter a mesma velocidade
depois da colisão. - A conservação de momento dá:
- A perda máxima de energia cinética ocorre nesse caso.
Resposta
Diferenças principais entre colisão elástica e inelástica:
- Colisão elástica:
- Conserva momento e energia cinética.
- Nenhuma energia vira calor, som ou deformação.
- Colisão inelástica:
- Conserva momento mas não energia cinética.
- Parte da energia cinética se perde em calor, som ou deformação.
- Colisão completamente inelástica (caso extremo):
- Os corpos ficam grudados e têm a mesma velocidade após o choque.
- É onde a perda de energia cinética é máxima.