CHOQUE EL STICO Fifuuu



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 claroentonces que, en un choque antes y después del mismo se conserva el momento lineal del sistema. También son choques las 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) yoxígeno:





Como puedes ver, este choque tiene de especial que las partículas antes y después del mismo son diferentes, pero eso no excusa para que el momento lineal se conserve.

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 dosprotones es igual al que tiene lugar entre dos 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:





CHOQUE ELÁSTICO
Es aquel en el que se conserva la energía cinética durante la colisión.

Donde v1 y v2 son las velocidades de laspartículas 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 delchoque.

A) Choque elástico frontal
En este caso particular se puede prescindir del carácter vectorial de las velocidades porque antes y después se mueven sobre una recta. Simplemente le asignaremos signo positivo o negativo según se muevan hacia un lado u otro.
Los problemas de choques normalmente consisten en calcular las velocidades de las partículas después del mismo conociendo las quetenían inicialmente. En este caso particular no hay ningún problema porque tendríamos 2 incógnitas y disponemos de 2 ecuaciones.
El problemilla es que de las dos ecuaciones, una de ellas es de segundo grado, mientras que la otra es de primero, y eso complica un poco su resolución. Si en la ecuación de conservación de la energía cinética simplificamos el término ½ y además la escribimos sacando factorcomún de las masas:


La ecuación de conservación del momento lineal puede escribirse:


Si dividimos la primera ecuación por la segunda y tenemos en cuenta que la suma por diferencia es igual a la diferencia de cuadrados, nos quedaría que:

Así que por tanto, este caso particular de choques podemos resolverlo, de una forma más sencilla, con el par de ecuaciones siguientes:



Ejemplo:
Si dosmasas iguales, que se mueven en sentidos opuestos chocan con velocidades de 7 y 10 m/s ¿cuáles serían sus velocidades después del choque, supuesto frontal y elástico?



Según nuestro criterio de signos hemos asignado a v2 signo negativo por moverse hacia la izquierda. En este caso, como las masas son iguales, las ecuaciones anteriores pueden simplificarse quedando:




Resolviendo obtenemos quev´1=-10m/s y que v´2=7m/s. Como puede verse las partículas intercambian sus velocidades.
Esta solución es general, quiere decir que en el caso particular de que dos partículas de igual masa choquen frontal y elásticamente intercambian sus velocidades. Da igual si chocan en sentidos opuestos o si chocan en la misma dirección. Un caso aún más particular tendría lugar si una de las partículas...