CHOQUE EN DOS DIMENSIONES - DINÁMICA DE PARTICULAS

En artículos anteriores, explicamos los conceptos que definen los choques en una dimensión, comentamos de que hablamos cuando decimos que un choque es elástico o inelástico, incluso publicamos algunos ejercicios resueltos para entender el concepto.

Pero, ¿que pasa cuando las cosas se tornan mas reales?, es decir que el choque entre dos partículas deja de ser un choque lineal para pasar a ser un choque en dos dimensiones. Los principios físicos se mantienen, pero se dificultan los cálculos.

Es importante no perder de vista que la velocidad es una magnitud vectorial, por lo tanto vamos a tener una componente en X y otra en Y, decimos que un movimiento es Lineal cuando la velocidad en Y es cero, y decimos que un movimiento es en dos dimensiones cuando ambas componentes son distintas de cero.

Ahora bien, veamos un ejemplo de un choque de dos cuerpos en dos dimensiones.

EJEMPLO CHOQUE DOS DIMENSIONES

Supongamos que tenemos una partícula de 0,2 kg que se mueve a una velocidad de 0,4 m/s y choca contra otra partícula de 0,3 kg que se encuentra en reposo. Luego del impacto, la primer partícula se mueve a 0,2 m/s en una dirección que representa un angulo de 40° sobre la linea horizontal.

Como dijimos antes, la velocidad es una magnitud vectorial con lo cual al expresar los datos de esa forma nos queda lo siguiente.

Antes del choque, la partícula dos esta quieta, por eso las componentes de velocidad tanto en X como en Y son cero. Luego del impacto la partícula 1 adquiere una velocidad con una componente en X y otra en Y, el paso siguiente es encontrar la velocidad adquirida por la partícula 2 después del choque.

Si aplicamos el principio de conservación de momento obtenemos la siguiente ecuacion.

Luego al despejar V2 obtenemos el siguiente vector de velocidad.

Ahora que conocemos el vector velocidad de la partícula 2 después del choque, solo nos queda calcular el angulo respecto de la horizontal. y de esa manera ya tenemos toda la información de lo ocurrido luego del choque.

CONCLUSIÓN

Siempre que trabajemos resolviendo ejercicios de choque es dos dimensiones, tenemos que tener bien presente que las velocidades son magnitudes vectoriales.

Al igual que en los choques en una dimensión, el momento lineal se mantiene conservativo.