Colisão

As colisões, em Física, podem ser elásticas ou inelásticas. Cada uma delas têm características específicas que influenciam no comportamento total do sistema considerado.

Uma colisão é quando dois ou mais corpos exercem forças sobre o outro durante um intervalo de tempo suficientemente curto. Dessa forma, esse evento físico pode ser dividido em alguns tipos: os elásticos e os inelásticos. Cada um deles possui ramificações. Neste texto você vai ver a definição, os tipos de colisão e como calcular esse fenômeno. Confira!

Índice do conteúdo:

O que é colisão

Por definição, a colisão é um evento físico em que dois ou mais corpos exercem forças entre si. Contudo, isso deve acontecer em um intervalo de tempo relativamente curto. Além disso, os choques entre corpos não devem ser entendidos apenas quando a magnitude da força é suficientemente grande.

Dessa maneira, algumas interações físicas cotidianas podem ser entendidas como colisões. Por exemplo: o choque de duas bolas de sinuca, o contato dos pés com o chão ou o contato do pé com uma bola de futebol.

Tipos de colisões

No Ensino Médio, as colisões estudadas são apenas aquelas que acontecem em uma direção, ou seja, são apenas colisões unidirecionais e frontais. Dessa forma, todos os corpos considerados se movem em apenas uma direção e, consequentemente, os choques acontecem de maneira frontal. Além disso, deve-se considerar que os eventos acontecem em uma superfície plana e horizontal.

Choque inelástico

É o tipo de choque em que os dois corpos seguem juntos após o impacto. Ou seja, ambos possuem a mesma velocidade final. Matematicamente, sua fórmula é:

Em que:

  • vf: velocidade final (m/s);
  • va: velocidade inicial do corpo A (m/s);
  • ma: massa do corpo A (kg);
  • vb: velocidade inicial do corpo B (m/s);
  • mb: massa do corpo B (kg).

Choque perfeitamente elástico

Um choque é determinado perfeitamente elástico quando os corpos seguem separados e com velocidades diferentes. Isso significa que não há perda de energia cinética no sistema. Matematicamente, esse tipo de choque pode ser calculado da seguinte maneira:

Em que:

  • QAntes: quantidade de movimento do sistema antes da colisão (kg m/s);
  • QDepois: quantidade de movimento do sistema depois da colisão (kg m/s).

Note que as quantidades de movimento devem considerar as velocidades iniciais, finais e as massas de cada corpo.

As colisões apresentadas acima são aquelas nas quais não há perda de energia cinética no sistema, ou seja, ele é um sistema isolado. Há outros tipos de colisão, os quais não são o escopo do estudo no Ensino Médio. A saber: choque parcialmente elástico, choque parcialmente inelástico e choques em duas ou mais dimensões. Nos dois primeiros casos, acontece a perda de energia cinética após o evento.

Videoaulas sobre colisão

As colisões são fundamentais para a compreensão da transferência de quantidade de movimento. Além disso, elas têm muitas aplicações no cotidiano do ser humano contemporâneo. Desde um simples jogo de sinuca ou bola de gude, até a perícia de acidentes de trânsito. Que tal ver alguns vídeos sobre esse assunto?

Tipos de colisões

Existem dois principais tipos de colisões. As elásticas e as inelásticas. Além disso, em um sistema isolado, a quantidade de movimento é conservada. Dessa forma, para compreender em detalhes cada uma delas, assista ao vídeo do canal FisicaInterativa.Com.

Coeficiente de restituição

O coeficiente de restituição é uma grandeza física que determina o quanto um corpo se deforma ao colidir com outro. Ela é fundamental para a compreensão de uma colisão elástica. Assista o vídeo do professor Marcelo Boaro e domine esse tópico da Física!

Quantidade de movimento

A quantidade de movimento, ou momento linear, é uma grandeza física que relaciona a velocidade e a massa de um corpo. Ela se relaciona diretamente com as colisões e a conservação da energia cinética em um sistema. Por isso, veja a aula do professor Marcelo Boaro e entenda esse conceito importante.

Seja pela sua importância histórica, – Newton partiu desse tópico para chegar às suas leis do movimento – ou pela sua ampla aplicação no cotidiano, o conceito de colisão é muito importante na Física. Dessa maneira, é crucial entender as bases desse fenômeno físico, o que pode ser feito a partir da compreensão total da quantidade de movimento.

Referências

Física I: Mecânica (2016) – Hugh D. Young et al.
Física: Volume 1 (2008) – David Halliday et al.
Curso de Física Básica: Volume 1 (2014) – Herch Moysés Nussenzveig.

Hugo Shigueo Tanaka
Por Hugo Shigueo Tanaka

Divulgador Científico e co-fundador do canal do YouTube Ciência em Si. Historiador da Ciência. Professor de Física e Matemática. Licenciado em Física pela Universidade Estadual de Maringá (UEM). Mestre em Ensino de Ciências e Matemática (PCM-UEM). Doutorando em Ensino de Ciências e Matemática (PCM-UEM).

Como referenciar este conteúdo

Tanaka, Hugo Shigueo. Colisão. Todo Estudo. Disponível em: https://www.todoestudo.com.br/fisica/colisao. Acesso em: 12 de May de 2022.

Exercícios resolvidos

1.

As colisões _____ são aquelas que os corpos seguem com a mesma velocidade final após o choque.
Já as colisões ____ são aquelas que os corpos seguem com velocidades finais diferentes após o choque.

Considerando um sistema isolado e ideal, a alternativa que preenche corretamente as lacunas são:

a) Elástica; inelástica.
b) Inelástica; parcialmente elástica.
c) Parcialmente elástica; inelástica.
d) Inelástica; elástica.
e) Elástica; elástica.

Alternativa correta: D

As colisões inelásticas são aquelas que os corpos seguem com a mesma velocidade final após o choque.
Já as colisões elásticas são aquelas que os corpos seguem com velocidades finais diferentes após o choque.

2.

Considere uma mesa de sinuca. O jogador, ao realizar uma tacada, consegue fazer com que a bola branca se choque com outra bola. Após o contato, ambas as bolas seguem com a mesma velocidade.

Qual o tipo de colisão descrito na situação acima?

a) Colisão perfeitamente inelástica;
b) Colisão parcialmente inelástica;
c) Colisão parcialmente elástica;
d) Colisão perfeitamente elástica;
e) Colisão elástica.

Alternativa correta: A

Na situação descrita acontece uma colisão perfeitamente inelástica, pois, após o contato, as bolas adquirem a mesma velocidade final.

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