Fisica Choques y colisiones

1. Las manifestaciones de la conservación de cantidad de movimiento son más
claras en el estudio de choques dentro de un sistema aislado de cuerpos. Se dice
que el sistema es aislado, cuando no actúan fuerzas externas sobre ninguna de
sus partes. Las leyes que describen las colisiones fueron formuladas por John
Wallis, Christopher Wren y Christian Huygens, en 1668.
Cuando dos objetos realizan una colisión, entre dichos objetos se producen
fuerzas recíprocas de interacción y se dice que los objetos constituyen
un sistema físico. Por otra parte, si las únicas fuerzas que intervienen son las
fuerzas recíprocas se dice que el sistema está aislado.

2. También se consideran como sistemas aislados
aquellos casos en que las fuerzas exteriores son
despreciables comparadas con la fuerza de
interacción, como ocurren con bolas de billar,
discos de plástico, esferas de acero, etc., que se
mueven sobre superficies horizontales lisas.
Se llama choques a la interacción de dos (o más)
cuerpos mediante una fuerza impulsiva.
Si m1 y m2 son las masas de los cuerpos, entonces la
conservación de la cantidad de movimiento
establece que: m1. + m2. = m1. + m2
Donde , , , son las velocidades iniciales y finales de
las masas m1 y m2.

3. 1) Los dos cuerpos pueden desintegrarse en pedazos
2) Puede haber una transferencia de masa
3) Las dos masas se pueden unir para formar una sola
4) Las masas pueden permanecer invariables. Aun en este
caso hay diversas posibilidades. Los cuerpos pueden
permanecer completamente inalterados, como cuando
chocan dos bolas de billar, o bien se pueden
deformar, como cuando chocan dos automóviles.

4. Los dos son libres antes de la colisión, y puede
caracterizarse, cada uno, por su cantidad de movimiento
constante. Durante la interacción breve, sus cantidades de
movimiento cambian, porque cada uno siente una fuerza de
impulsión debida al otro. Los impulsos que sienten los dos
cuerpos son iguales y opuestos, porque las fuerzas son iguales
y opuestas. La ganancia de cantidad de movimiento de un
cuerpo es igual a la pérdida de cantidad de movimiento del
otro.

5. Dos objetos físicos realizan una colisión en
una dimensión, también llamada colisión
frontal , cuando antes y después de la
interacción el movimiento de dichos objetos
se realiza a lo largo de una recta.

6. Si dos objetos constituyen un sistema aislado y
realizan una colisión frontal, los cambios en
las cantidades de movimiento de dichos
objetos son iguales en módulo, pero de
sentido opuesto.
Si dos objetos constituyen un sistema aislado y
realizan una colisión frontal, la cantidad total
de movimiento antes y después de la colisión
es la misma. (Ley de la conservación de la
cantidad de movimiento)

7. Cuando una bola de billar en movimiento choca de frente
con otra en reposo, la móvil queda en reposo y la otra se
mueve con la rapidez que tenía la primera. los objetos
chocan rebotando sin deformación permanente y sin
generación de calor. Cualesquiera que sean los
movimientos iniciales, sus movimientos después del rebote
son tales que tienen el mismo momento total. En un
choque elástico en una dimensión, las velocidades relativas
de las dos partículas son constantes.

8. Cuando hay rebote se produce una consecuencia
interesante de la conservación del momento. Considere
una bola de golf que choca con una bola de boliche que
se encuentra en reposo. Si el choque es perfectamente
elástico, tal manera que la pelota de golf rebote con sólo
una pequeñísima pérdida de rapidez, la bola de boliche
retrocede con casi el doble del momento que la pelota de
golf incidente. Esto es congruente con la ley de la
conservación del momento, porque si el momento
inicial de la pelota de golf es positivo, entonces, después
del rebote, es negativo.

9. Cuando los objetos permanecen juntos después de la colisión. Los
cuerpos coalecen (“se pegan”) al chocar. En tal caso, la energía
mecánica no se conserva, porque no hay fuerzas externas que actúen
sobre el sistema de dos partículas. Las velocidades finales son iguales
( = ). Considérese el caso de un carro de carga que viaja sobre una vía y
choca con otro en reposo. Si ambos carros tienen la misma masa y se
unen al chocar, ¿Es posible predecir la velocidad que tendrán unidos
después del impacto? En cualquier choque, es posible decir que:
Momento total antes del choque = Momento total después del choque