Choques Teoria

CHOQUES
El denominador común de todos los choques es que durante el mismo actúan fuerzas
muy grandes durante el tiempo que los cuerpos están en contacto que es muy pequeño.
Si el sistema lo forman las partículas que chocan entre sí, entonces durante el choque las
únicas fuerzas que unas partículas hacen sobre otras serán fuerzas interiores,
concretamente fuerzas impulsivas.
Está claro entoncesque, en un choque antes y después del mismo se conserva el
momento lineal del sistema. (Precisamente en los choques es donde el principio de
conservación del momento lineal encuentra una de sus mayores aplicaciones)
Seguramente estarás pensando en unas bolas de billar, una pelota botando en el suelo o
una colisión entre vehículos. En efecto, todos serían ejemplos de choques, pero también
son choqueslas colisiones que tienen lugar entre partículas nucleares.
Por ejemplo, cuando un protón se acelera y se lanza sobre un núcleo de flúor, éste puede
entrar en el núcleo y formar una estructura inestable que casi instantáneamente se
estabiliza formándose una partícula α (núcleo de helio) y oxígeno:
F 19 + p11 → O 16 + α 24

Como puedes ver, este choque tiene de especial que las partículas antes ydespués del
mismo son diferentes, pero eso no excusa para que el momento lineal se conserve.
r
r
r
r
r
r
Pantes = p F + p p = p O + pα = Pdespues
En consecuencia, estudiando los choques, por ejemplo entre dos bolas de billar
podemos aprender mucho sobre las reacciones nucleares, puesto que estas no son mas
que choques entre partículas.
El choque entre dos protones es igual al que tiene lugar entredos bolas de billar, puesto
que se trata de dos partículas idénticas, aunque lo curioso de éste caso es que los
protones no llegan a tocarse, porque se lo impiden las fuerzas de repulsión, que son las
que los dispersan:

El efecto Compton, del que mucho más adelante nos ocuparemos, también es un
ejemplo de choque, aunque algo especial porque se trata del choque entre un fotón y un
electrón.CLASES DE CHOQUES
Según que durante el choque se conserve la energía mecánica, los choques se clasifican en:
1. Elásticos: Son aquellos en los que además de conservarse el momento lineal se
conserva la energía mecánica.
2. Inelásticos: Son aquellos en los que solamente se conserva el momento lineal. Dentro
de ellos podemos distinguir entre:
•
•

Choque parcialmente inelástico: Son aquellos en los quese pierde parte de la
energía mecánica, pero las partículas no se adhieren.
Choque inelástico total o plástico: Es aquel en el que las partículas se adhieren
durante el choque, marchando juntas después del mismo, por ejemplo cuando
una bala se incrusta en un taco de madera.

También puede distinguirse entre choque en una dimensión o choque frontal que es el
que tiene lugar cuando las partículaschocan a lo largo de la línea que une sus centros.
En este caso las partículas se mueven antes y después del choque sobre la recta que une
sus centros.
Choque bidimensional u oblicuo, es el que tiene lugar cuando las partículas no chocan
según la línea que une sus centros y en consecuencia sus velocidades después del
choque cambian de dirección.

CHOQUE ELÁSTICO
Ya hemos dicho que en él se conservala cantidad de movimiento y además la energía
mecánica. Entonces podremos plantear las ecuaciones:
r
r
Pantes = Pdespues

r
r
r
r
m1 v1 + m 2 v 2 = m1 v´1 + m 2 v´ 2

donde v1 y v2 son las velocidades de las partículas antes del choque y v´1 y v´2 las
velocidades después del mismo
Teniendo en cuenta que también se conserva la energía mecánica y que como cualquier
choque tiene lugar en un punto,siempre la energía potencial de cada partícula
inmediatamente antes y después es la misma, la conservación de la energía mecánica se
reduce a que se conserve la energía cinética de las partículas antes y después del choque
Ec antes = Ec despues

1
2

mv12 + 12 mv 22 = 12 mv´12 + 12 mv´ 22

A) Choque elástico frontal
En este caso particular se puede prescindir del carácter vectorial de las...