Colisões em 1D: elásticas, inelásticas e técnica de resolução

🔁 Colisões em 1D: elásticas, inelásticas e estratégia de resolução

Por que distinguir elasticidade? Porque somente em colisões elásticas a energia cinética do sistema se conserva além do momento linear — em colisões inelásticas parte da energia vira som, calor ou deformação. (1)

Elastic collision
As long as black-body radiation (not shown) does not escape a system, atoms in thermal agitation undergo essentially elastic collisions. On average, two atoms rebound from each other with the same kinetic energy as before a collision. Five atoms are colored red so their paths of motion are easier to see.

Em 1D, as equações-chave que usamos com frequência são:

  • Conservação do momento: m1 v1i + m2 v2i = m1 v1f + m2 v2f. (2)
  • Se elástica: Ec_total antes = Ec_total depois, ou seja ½ m1 v1i2 + ½ m2 v2i2 = ½ m1 v1f2 + ½ m2 v2f2. (2)
graph TD; A[Identificar sistema isolado] --> B[Escrever conservação de p]; B --> C{É colisão elástica?}; C -- Sim --> D[Escrever conservação de Ec]; C -- Não --> E[usar apenas conservação de p]; D --> F[Resolver sistema de equações]; E --> F

Exemplo de concurso (adaptado): um vagão A de 10.000 kg a 0,4 m/s colide com vagão B de 20.000 kg em repouso; após o choque A para. Calcule Ec final do vagão B. Raciocínio: pela conservação do momentum, 10.000·0,4 = 20.000·vB ⇒ vB=0,2 m/s; então Ec = ½·20.000·(0,2)2 = 400 J. (3)

🧠 Reflita: Se o enunciado afirma que os corpos "ficam juntos" use colisão perfeitamente inelástica (m1v1i+m2v2i=(m1+m2)v_f). Em provas como ENEM, muita informação é contextual — traduza as palavras no enunciado para o modelo físico correto. (3)

📋 Edital: Colisões 1D e coeficiente de restituição - Peso: médio | Frequência nas provas: média-alta.

Simulado curto (10 min): Resolva 3 questões de provas anteriores sobre colisões 1D (sugestão: ENEM 2010/2011 + Fuvest adaptada). Cronometre e depois revise os passos usando o diagrama acima.

Dica de banca: CESPE/CEBRASPE tende a cobrar interpretação e aplicar verdadeiro/falso; já bancas como FUVEST exigem cálculos diretos — ajuste sua prática conforme a banca alvo. (3)

📚 Fontes

  1. Colisão elástica - Wikipédia (s.d.)
  2. College Physics - Cap. 8 - OpenStax (2022)
  3. Colisão (Física): o que é, tipos, fórmulas - Brasil Escola (s.d.)