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Choque inelástico

Fotografía de alta exposición de una pelota que rebotatomada con una luz estroboscópica a 25 imágenes por segundo. El hecho de que la altura alcanzada en los rebotes sea cada vez menor se debe principalmente a que el choqueentre la pelota y el suelo es inelástico.
Un choque inelástico es un tipo de choque en el que la energía cinética no se conserva. Como consecuencia, loscuerpos que colisionan pueden sufrir deformaciones y aumento de su temperatura. En el caso ideal de un choque perfectamente inelástico entre objetos macroscópicos, éstos permanecen unidos entre sí tras la colisión. El marco de referencia del centro de masas permite presentar una definición más precisa.
La principal característica de este tipo de choque es que existe una disipación de energía, yaque tanto el trabajo realizado durante la deformación de los cuerpos como el aumento de su energía interna se obtiene a costa de la energía cinética de los mismos antes del choque. En cualquier caso, aunque no se conserve la energía cinética, sí se conserva el momento lineal total del sistema.
En esta página, se describen los choques frontales de dos partículas en el Sistema de Referencia delLaboratorio (Sistema -L) y en el Sistema de Referencia del Centro de Masa (Sistema–C).
Como caso particular, se comprueba la conservación del momento lineal en la explosión de un cuerpo, que da lugar a dos fragmentos que se mueven en la misma dirección pero en sentido contrario.
Índice
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Choques frontales inelásticos en una dimensión [Caso de dos partículas que colisionan y después seseparan siguiendo la misma dirección pero con sentidos opuestos][editar]
Descripción desde el Sistema de Referencia del Laboratorio (Inercial)
La conservación del momento lineal
Sean u = velocidad inicial (antes del choque) y v = velocidad después del choque. Entonces:
m1u1+m2u2=m1v1+m2v2
De la definición del coeficiente de restitución e
-e(u1-u2)=v1-v2
Despejando las velocidades despuésdel choque v1 y v2


Si el choque es perfectamente inelástico (después del choque los cuerpos quedan completamente pegados; o sea, forman un solo bloque), el coeficiente e = 0, entonces:


De donde se observa que las dos velocidades se convierten en una sola, como era de esperar, pues la velocidad final después del choque es la velocidad del conjunto de los dos cuerpos que quedan unidos.Teniendo en cuenta que la velocidad del centro de masas es

Podemos escribir las expresiones de la velocidad de las partículas después del choque v1 y v2 de forma más simplificada y fácil de recordar.
v1=(1+e)V(cm)-eu1
v2=(1+e)V(cm)-eu2
Si la segunda partícula está en reposo antes del choque, u2=0. Las velocidades después del choque v1 y v2 serán.


Descripción desde un Sistema de Referenciafijo al Centro de Masa
Velocidad de las partículas respecto del Sistema-C antes del choque


Velocidad de las partículas respecto del Sistema-C después del choque


v1(cm)=-e·u1(cm) v2(cm)=-e·u2(cm)
La velocidad de ambos objetos después del choque en el Sistema-C se reducen en un factor e.
Comprobamos también que se cumple el principio de conservación del momento lineal en el Sistema-Cm1·u1(cm)+m2·u2(cm)=0
m1·v1(cm)+m2·v2(cm)=0
Choque perfectamente inelástico[editar]
De un choque se dice que es "perfectamente inelástico" (o "totalmente inelástico") cuando disipa toda la energía cinética disponible, es decir, cuando el coeficiente de restitución  vale cero. En tal caso, los cuerpos permanecen unidos tras el choque, moviéndose solidariamente (con la misma velocidad).
La energíacinética disponible corresponde a la que poseen los cuerpos respecto al sistema de referencia de su centro de masas. Antes de la colisión, la mayor parte de esta energía corresponde al objeto de menor masa. Tras la colisión, los objetos permanecen en reposo respecto al centro de masas del sistema de partículas. La disminución de energía se corresponde con un aumento en otra(s) forma(s) de...