Um objeto em movimento colide com um objeto inicialmente em repouso.
a) É possível que ambos os objetos permaneçam em repouso após da colisão?
b) É possível que apenas um deles permaneça em repouso após a colisão?
c) É possível ocorrer uma colisão em que toda a energia cinética é perdida?
Respostas
Utilizando conceitos de conservaçã ode momento e energia, temos que:
a) Não.
b) Sim.
c) Não neste caso.
Explicação:
Na física como um todo (Classica e Moderna), todo tipo de efeito é considerado possível desde que obedeça as leis de conservação, neste caso as conservações devem ser de momento e energia:
Momento: P = m . v
Energia Cinetica: E = mv²/2
Neste caso podemos analisar as questões:
a) É possível que ambos os objetos permaneçam em repouso após da colisão?
Não, note que acima coloquei a formula de momento, e esta depende de velocidade, para que o momento se conserve é necessario que alguma particula possua velocidade suficiente para o que o momento final seja igual inicial, se as duas estiverem paradas a velocidade é 0 e o momento é 0, o que seria impossível.
b) É possível que apenas um deles permaneça em repouso após a colisão?
Sim, se uma das particulas estiver em movimento, colidir com a outra parada e passar toda a sua energia para esta de tal forma que conserve energia e momento, então sim é possível.
c) É possível ocorrer uma colisão em que toda a energia cinética é perdida?
Sim em casos gerais, não neste caso, vou explicar:
O que se conserva em física são todos os tipos de energia somadas e não só a cinetica, então se houvesse um caso onde dois objetos um se movem na direção do outra de tal forma que a soma de seus momentos seja 0 (pois com velocidade em direções diferentes tem sinais diferentes, logo momentos se anulam), então pode acontecer que todas a energia cinetica delas seja usada para criar uma nova particula, como no caso de colisão de um proton com outro proton que após da colisão eles ficam parados e criam um par proton com anti-proton.
O que impede de acontecer neste caso é o fato de que um objeto estava parado inicialmente e o outro estava em movimento, logo, um deles possuia momento para o referencial dado, então após o movimento, obrigatoriamente deve haver momento igual ao final que é não nulo, e se há momento, há velocidade e se há velocidade há energia cinetica.