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Simulador de colisões e momento linear

Faça discos colidirem e descubra a lei que nunca se quebra: o momento linear total se conserva em toda colisão, elástica ou não.

Isto é física de colisões 2D real baseada em impulsos — sem simplificações. Escolha uma predefinição ou arraste sobre a mesa para lançar um disco e observe o painel do sistema: o momento total permanece constante a cada choque entre discos, enquanto a energia cinética só se conserva quando a colisão é perfeitamente elástica (e = 1).

0 · Tempo: 0.0 s
Arraste sobre um espaço vazio para lançar um disco
Predefinições

Choque frontal elástico

Massas iguais, perfeitamente elástico (e = 1). Um disco em movimento atinge de frente um gêmeo parado e para de imediato — a velocidade é transferida por completo, como num pêndulo de Newton.

Sistema

Momento total |p|conservado
0.00 kg·m/sp = (0.00, 0.00) kg·m/s
Energia cinética totalconservada (elástica)
0.00 Je = 1.00 · elástica

Disco selecionado

Toque em um disco para ler sua massa, velocidade, momento e energia cinética, e ajustar sua massa.

Fórmulas e fontes

p = Σ mᵢvᵢ (conserved)

j = −(1+e)·vᵣₑₗ,n / (1/m₁+1/m₂)

v₁′ = ((m₁−m₂)u)⁄(m₁+m₂) (1D, e=1)

v₂′ = (2m₁u)⁄(m₁+m₂) (1D, e=1)

As unidades por trás desta colisão

Uma colisão é contabilidade em duas moedas: quantidade de movimento e energia. Nenhuma das duas tem unidade própria — as duas são montadas com quilogramas, metros e segundos.

O que você está mudando

Como essas unidades são montadas

  • J = 1 kg·m²/s²
    Joule — a unidade de energia · unidade derivada: 1 J é o trabalho de 1 N ao longo de 1 m
  • kg·m/s = kg·m/s
    A quantidade de movimento não tem nome próprio · ao contrário da energia, ninguém deu nome a ela — fala-se quilograma-metro por segundo e pronto

As mesmas duas moedas para objetos do dia a dia

ObjetoMassaVelocidadeQuantidade de movimento p = mvEnergia E = ½mv²
Bola de tênis num saque0.058 kg50 m/s2.9 kg·m/s73 J
Uma bicicleta15 kg5 m/s75 kg·m/s188 J
Carro na cidade a 50 km/h1500 kg14 m/s21,000 kg·m/s147,000 J

Calculado na hora com p = mv e E = ½mv². Repare: a bicicleta carrega 26 vezes a quantidade de movimento da bola de tênis, mas só 2,6 vezes a energia — p cresce com v e E cresce com v². É por isso que as duas são estudadas separadamente.

As duas se conservam, mas só uma se conserva sempre

A quantidade de movimento se conserva em toda colisão, elástica ou não. A energia cinética só se conserva se a colisão for elástica: baixe o coeficiente de restituição para menos de 1 no simulador e veja a energia cair enquanto a quantidade de movimento não se mexe. A energia que sumiu não desapareceu; virou calor e som, que a simulação não desenha.

Como as unidades do SI são definidas →

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