Colisiones Frontales Elásticas

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Colisión Elástica, Masas Iguales

Para una colisión frontal con un objeto fijo de igual masa, el proyectil se detendrá y el objetivo se moverá fuera con igual velocidad, como un golpe frontal con la bola blanca en una mesa de billar. Esto puede generalizarse diciendo que en un choque frontal elástico de masas iguales, siempre se intercambian las velocidades de las masas

Para una colisión frontal inelástica entre masas iguales, el ángulo entre las velocidades después del choque siempre será de 90 grados. Si elegimos un lugar en la mesa de billar, donde colocamos una bola que al golpearla la bola blanca la envia a una tronera de la esquina, entonces la bola blanca entrará en la otra tronera de la esquina de enfrente.

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Colisiones Elásticas, Proyectil Masivo

En las colisiones elásticas frontales donde el proyectil es mucho más masivo que el objetivo, la velocidad de éste después de la colisión será aproximadamente el doble que la del proyectil y la velocidad del proyectil será esencialmente la misma que antes de la colisión.

Para colisiones no frontales, el ángulo entre el proyectil y el objetivo es siempre inferior a 90 grados. Esto fué importante en el análisis del experimento original de dispersión de Rutherford.

Este caso implica que un tren que se mueva a 60 millas por hora, y golpea una pequeña piedra en el camino, esta saldrá disparada hacia adelante a 110 millas/h. si la colisión fue de frente y perfectamente elástica. Esto también implica que si la velocidad de la estrella de su club de golf es de 110 km / h, la velocidad límite que puede tomar la pelota de golf desde el punto de salida es de 220 millas/h. en el caso ideal. Es decir, la limitación de velocidad de la bola depende estrictamente de la velocidad de su brazo, y no de la cantidad de fuerza muscular que puso en el golpe.

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Colisión Elástica, Objetivo Masivo

En un choque frontal elástico entre un pequeño proyectil contra un objetivo mucho más masivo, el proyectil rebotará hacia atrás con esencialmente la misma velocidad y el objetivo masivo tomará una velocidad muy pequeña. Un ejemplo es una pelota rebotando desde el suelo cuando las tiramos hacia abajo

En el caso de una colisión elástica no frontal, el ángulo de la trayectoria del proyectil después de la colisión será de más de 90 grados de la trayectoria del objetivo.

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Colisión Elástica Frontal

Las fórmulas para colisión elástica frontal:

se pueden usar para calcular las velocidades resultantes de cualesquiera de esas colisiones. Para el caso de objetivo en reposo (v2 = 0) estas fórmulas se reducen a
se pueden usar para calcular las velocidades resultantes de cualquiera de tales colisiones.
Condiciones iniciales:
m1 =kg, v1=m/s
m2=kg, v2=m/s
Velocidades finales v'1= m/s, v'2= m/s

Velocidad de acercamiento = m/s
Velocidad de separación = m/s

En el cálculo, una velocidad positiva se toma como velocidad hacia la derecha, por lo que para el movimiento hacia la izquierda debe introducir un número negativo. El cálculo asume que la colisión tuvo lugar, pero si se consigna un número negativo para la velocidad de acercamiento, significa que eligió un escenario donde en realidad no hay colisión.

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