Imaginemos
a dos machos cabríos con sus imponentes cornamentas, enfrentados en un
combate por un territorio repleto de hembras. Los dos magníficos
animales se levantan sobre sus patas traseras "impulsándose" para
descender a topetazos sobre su oponente. Este violento encuentro ilustra
perfectamente la situación de una colisión donde actúan fuerzas externas
relativamente grandes durante un tiempo estimativamente corto.
Como podemos
determinar la posición de cada animal durante todo el proceso, podemos
tratarlos físicamente como si fueran partículas.
Si bien la
idea básica de una colisión es que, en movimiento o quietas, dos o más
partículas (o por lo menos una de ellas) cambian bruscamente su
dirección, lo que es muy evidente es el cambio de velocidad que
experimentan las partículas involucradas antes y después del choque..
Durante la
colisión la fuerza varía de una manera tan compleja que resulta muy
complicada medirla. Estas fuerzas, denominadas impulsivas, actúan
durante un brevísimo instante.
Lo que hay
que estacar es que la cantidad de movimiento se mantiene constante.
La cantidad
de movimiento, como se ha visto, es el producto entre la masa y la
velocidad. Así que tendremos la cantidad de movimiento de cada partícula
antes y después del choque, la cantidad total de movimiento (la suma de
las cantidades de movimientos de ambos cuerpos) serán iguales antes y
después de chocar.
Si ambas
partículas quedaran "adheridas" en un solo cuerpo en movimiento, el
choque se denominará plástico. Pero si rebotaran separándose, el choque
se designará con el nombre de elástico.
Choque
plástico: ma .va + mb
vb = v (ma + mb)
Choque
elástico: ma .va + mb
vb = ma .v’a +
mb v’b
Ejercicio Explicado:
F
Una bala de 0,05 kg. masa se desplaza con una velocidad de 350 m/seg.
cuando impacta sobre un bloque de madera, de 0,36 Kg. de masa,
incrustándose en él. a) Hallar la velocidad con que se mueve el sistema
luego del choque.
Solución: Al
impactar la bala queda incrustada dentro del bloque de madera, por lo
cual podemos suponer después del impacto ambos cuerpos se desplazan
juntos. Estamos frente a un choque plástico, en el cual, antes del
choque, la bala se encuentra moviéndose mientras que el bloque está
quieto (velocidad inicial cero).
Datos: v
bala = 350 m/seg,
m bala = 0,05 kg,
v
madera = 0 m/seg.
m madera = 0,36 Kg.
Incógnita:
v. = ?. (velocidad bala – madera).
Apliquemos la
ecuación del choque plástico y reemplacemos por sus respectivos valores.
m
bala .v bala + m madera v
madera = v (m bala + m madera)
350 m/seg . 0,05 Kg + 0 = v (0,41
Kg)
v =
42,683 m/seg.
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