Choque elástico
Un choque elástico es un tipo de colisión entre dos objetos en la que la energía cinética total del sistema se conserva antes y después de la colisión. En otras palabras, la energía mecánica total del sistema se mantiene constante durante un choque elástico. Este tipo de colisión es ideal y se asume que no hay pérdida de energía debida a la fricción, deformación plástica u otras fuerzas no conservativas.
En este artículo, resolveré un ejercicio explicado paso a paso.
Ejercicio 1. Los siguientes cuerpos chocan de forma elástica. Calcular la velocidad final V2.
Solución:
Para resolver este ejercicio tenemos que considerar el coeficiente de restitución.
Coeficiente de restitución
El coeficiente de restitución (e) es una medida de la elasticidad en un choque entre dos objetos. Este coeficiente varía de 0 a 1 y determina cómo se conserva la velocidad relativa entre los objetos antes y después del choque.
- Si e=1, el choque es perfectamente elástico, y la velocidad relativa se conserva completamente.
- Si e=0, el choque es perfectamente inelástico, y los objetos se mueven juntos después del choque con una sola velocidad.
La relación matemática entre las velocidades antes y después del choque se expresa con la fórmula:
e=-\frac{v_{2f}-v_{1f}}{v_{2i}-v_{1i}}Donde:
- v1i y v2i son las velocidades iniciales de los objetos 1 y 2, respectivamente.
- v1f y v2f son las velocidades finales de los objetos 1 y 2, respectivamente.
Como en este ejercicio se trata de un choque elástico, el coeficiente de restitución e=1
Sustituimos los valores:
1=-\frac{(v_{2f}-(-2))}{((−3)−(6))}Despejamos la ecuación:
1\cdot((−3)−(6))=-(v_{2f}-(-2))−3−6=-v_{2f}-2-9=-v_{2f}-2-9+2=-v_{2f}-7=-v_{2f}v_{2f}=7m/sLa velocidad final del cuerpo 2 es 7 m/s.
