Vamos imaginar que estamos presenciando uma partida de sinuca. Vemos que um dos jogadores realiza uma tacada esplêndida, em que a bola atirada acerta em cheio as demais bolas. Após ver a jogada, você percebeu algo semelhante ao que tinha estudado em sala de aula. Não demorou muito e a lembrança veio à mente: a relação que você fez junto ao jogo de sinuca diz respeito às colisões. Em uma aula de Física o professor ministrou o conteúdo de colisões e no jogo você pôde comprovar que a bola que foi atirada contra as demais, provocou colisões nas outras bolas.
Nesse tipo de colisão podemos verificar, por meio de observações, que diversas situações podem aparecer, por exemplo: uma bola para e outra segue, uma bola segue atrás da outra após se colidirem, etc. Abaixo faremos a análise das colisões que ocorrem entre dois corpos em uma única direção. As colisões em uma direção são denominadas unidirecionais.
Colisões unidirecionais frontais
Vejamos a figura abaixo, nela temos uma colisão do tipo unidirecional frontal entre o corpo A e o corpo B. Antes da colisão vemos que as massas A e B se aproximam; e após a colisão elas se distanciam em sentidos contrários.
Antes da colisão:
Depois da colisão:
Na colisão entre dois corpos não levamos em consideração as forças que atuam externamente, quando comparadas às forças internas, ou seja, desprezamos os agentes externos. Dessa forma, podemos considerar o sistema como mecanicamente isolado. Sendo assim, a quantidade de movimento depois da colisão é igual à quantidade de movimento antes da colisão. Portanto:
Coeficiente de restituição
Antes do choque (colisão), os corpos A e B se aproximam com velocidade Vap (velocidade de aproximação).
Após o choque, os corpos A e B se afastam com velocidade Vaf (velocidade de afastamento).
O coeficiente de restituição de uma colisão é definido pela razão entre as velocidades de afastamento e de aproximação. Dessa forma, podemos escrever:
Tipos de colisões
Na colisão entre dois corpos pode haver perda de energia em virtude do aquecimento, da deformação e do som provocados pelo impacto. De tal modo, jamais veremos ganho de energia em uma colisão. Portanto, a velocidade de afastamento deve ser menor ou, no máximo, igual ao módulo da velocidade de aproximação.
Colisão Perfeitamente Inelástica
A colisão perfeitamente inelástica é caracterizada pelo fato de que após a colisão os dois corpos envolvidos seguem juntos, com a mesma velocidade.
Colisão Parcialmente Elástica
É o tipo de colisão em que os corpos, após o choque, seguem separados e com velocidades diferentes, caracterizando então a perda de energia cinética.
Colisão Perfeitamente Elástica
É o tipo de colisão em que os corpos, após o choque, seguem separados, com velocidades diferentes, porém não há perda de energia cinética pelo sistema.