Colisiones y Choques

COLISIONES O CHOQUES
1. INTRODUCCIÓN
Las colisiones o choques son procesos en los cuales partículas o cuerpos entran
– durante un determinado tiempo Δt – en interacción de magnitud tal, que pueden
despreciarse, sólo durante dicho Δt, los efectos de otras fuerzas o, en algunos casos, de
momentos de fuerzas originadas en cuerpos ajenos al sistema de partículas constituído
por los cuerpos quechocan. En general, es casi imposible conocer o medir la fuerzas (y
los momentos de fuerzas) entre los cuerpos que colisionan y su evolución temporal, por
lo cual es menester recurrir a teoremas de conservación, comparando la situación
“antes” y “después” del choque para poder estudiarlo.
Podemos clasificar los choques según dos criterios:
1) Estudiando la existencia o no de vínculos ofuerzas exteriores (al sistema de
partículas formado por los cuerpos que colisionan) sobre alguno de los
cuerpos
2) Considerando la conservación, la disminución, o el aumento de la Energía
Cinética Total del Sistema de Partículas durante el choque.

2. CLASIFICACIÓN DE LOS CHOQUES SEGÚN LA EXISTENCIA O NO DE
VÍNCULOS EXTERNOS
Según este criterio, podemos distinguir dos tipos de choques:
a)Choques en sistemas de partículas sin vínculos o fuerzas exteriores
significativas durante el choque.

b)

Choques en sistemas de partículas con vínculos o fuerzas exteriores
significativas durante el choque.

Caso a: Cuando el sistema formado por todas las partículas o cuerpos que chocan está
aislado, es decir, no existen interacciones significativas entre ninguno de ellos y otroscuerpos ajenos al sistema, o bien son despreciables, o actúan en direcciones
perpendiculares a la de todos los movimientos considerados, entonces Σ Fe = 0 y, por lo
tanto, se conserva la Cantidad Total de Movimiento P del sistema de partículas (aunque
cambia, en general sustancialmente, la cantidad de movimiento de cada cuerpo por
separado).
Durante el choque, el impulso de las fuerzas externas esmuy inferior al de las
fuerzas externas a condición que se considere únicamente el intervalo de tiempo
(relativamente) pequeño que dura la colisión.
Así, por ejemplo, dos pelotas que fueran lanzadas simultáneamente por dos
jugadores en sentidos opuestos, de forma que chocaran en el aire, se verían afectadas en
sus movimientos fuertemente por las fuerzas peso de cada una, que determinaría quesus
trayectorias fueran parabólicas, y no rectas, tanto antes como después de chocar entre sí.
Impulso de las Fuerzas internas
Impulso de las Fuerzas externas durante el tiempo total
Impulso de las Fuerzas externas durante el choque

Sin embargo, si limitamos nuestro estudio únicamente al pequeñísimo intervalo
Δt durante el cual ocurre la colisión, el impulso (representado por el áreaencerrada bajo
cada curva en la gráfica F vs. t; e igual al cambio de la cantidad de movimiento)
producido por las fuerzas exteriores (el peso), es despreciable frente al impulso de las
fuerzas internas (las interacciones entre las pelotas), como se observa en la gráfica
siguiente, de modo que así podemos suponer que Σ Fe = 0 y P = cte.

F

Fuerzas Internas

Fuerzas Externas

Δt

t______________________________________________________________________
EJEMPLO 1
Un bloque de masa m1 se desliza por un plano horizontal con velocidad v1
golpeando a otro de masa m2 y velocidad v2, que se mueve en el mismo sentido opuesto.
Actúa sobre ambos, todo el tiempo, una fuerza de rozamiento fr.
m1

m2

v1

N1
fr1

v2

N2
fr2

P1

P2

Se trata de un movimientounidimensional en dirección horizontal. En este caso las
normales N1 y N2 corresponden a vínculos, es decir, restricciones al movimiento de los

cuerpos, pero son perpendiculares a la dirección de todos los movimientos presentes y
en estudio, de manera que no los afectan. Los pesos están equilibrados por las normales
todo el tiempo.
Si bien la fuerza de rozamiento tiene un efecto muy importante...