Colisión Elástica: Sin Pérdida de Energía

Colisión elástica de las bolas de billar sobre la mesa verde, — Colisión elástica de las bolas de billar sobre la mesa verde. En unsplash por June en https://unsplash.com/photos/billiard-balls-on-billiard-table-qAvuoEbeERw

Objetivos

Terminada la lección podrás:

Explicar lo que es una colisión completamente elástica.

Colisión Elástica: Un Choque sin Pérdida de Energía

Una colisión elástica es un tipo de interacción entre dos o más objetos en movimiento en la que se conserva tanto la energía cinética total del sistema como el momento lineal total. Esto significa que antes y después de la colisión, la suma de las energías cinéticas de todos los objetos involucrados permanece constante, y lo mismo ocurre con la suma de sus momentos lineales.

Características clave de una colisión elástica:

Conservación de la energía cinética: La energía cinética no se transforma en otras formas de energía, como calor o sonido, durante la colisión.
Conservación del momento lineal: La cantidad de movimiento total del sistema antes y después de la colisión es la misma.
No hay deformación permanente: Los objetos involucrados en la colisión no sufren cambios permanentes en su forma o estructura.

Ejemplos de colisiones elásticas:

Bolas de billar: Cuando dos bolas de billar chocan, idealmente, no hay pérdida de energía en forma de calor o sonido. La energía cinética se transfiere de una bola a otra, conservándose la energía total del sistema.
Átomos y moléculas: Las colisiones entre átomos y moléculas en un gas ideal se consideran elásticas, ya que no hay pérdida significativa de energía cinética durante estas interacciones.
Partículas subatómicas: Las colisiones entre partículas subatómicas, como electrones y protones, a menudo se consideran elásticas, especialmente a altas energías.

crash tests — Pruebas de colisiones entre dos autos, uno rojo y el otro amarillo. Se observa la interacción entre ambos vehículos.

Visualización de una colisión elástica

Colisión Elástica: Opens in a new window study.com

En la imagen, podemos observar dos objetos antes y después de una colisión elástica. La velocidad y la dirección de cada objeto cambian como resultado de la colisión, pero la energía cinética total y el momento lineal total del sistema se conservan. En el ejemplo de los autos siempre hay pérdda de energía debido a la deformación. Los autos permanecen separados luego de la colisión.

¿Por qué son importantes las colisiones elásticas?

El estudio de las colisiones elásticas es fundamental en muchas áreas de la física, como la mecánica clásica, la mecánica cuántica y la física de partículas. Al comprender cómo interactúan los objetos durante las colisiones, podemos modelar y predecir el comportamiento de sistemas físicos complejos.

Es importante destacar que en la vida real, las colisiones perfectamente elásticas son ideales. En la mayoría de las situaciones, siempre hay alguna pérdida de energía en forma de calor, sonido o deformación de los objetos. Sin embargo, el modelo de colisión elástica es una herramienta útil para simplificar cálculos y comprender los principios básicos de la mecánica.