Colisiones inelásticas

Cuando describimos una colisión inelástica de objetos macroscópicos, normalmente decimos que la energía faltante termina en forma de calor. Es decir, la temperatura de los objetos que chocan es más alta después de la colisión que antes.

Sin embargo, esta es una descripción simplificada porque el calor es solo la energía cinética de los átomos y moléculas que componen los objetos. Supongamos que toma un sistema (muy) simplificado de dos mancuernas que chocan:

Si tratáramos las mancuernas como objetos puntuales con algo de masa$M$entonces la energía inicial sería:

$$E_i = \tfrac{1}{2}M_1v_{1i}^2 + \tfrac{1}{2}M_2v_{2i}^2$$

Después de la colisión tenemos que contar la energía de rotación.$\tfrac{1}{2}I\omega^2$también, por lo que la energía final es:

$$\begin{align} E_f &= \tfrac{1}{2}M_1v_{1f}^2 + \tfrac{1}{2}M_2v_{2f}^2 \\ &+ \tfrac{1}{2}I_1\omega_1^2 + \tfrac{1}{2}I_2\omega_2^2 \end{align}$$

Y, por supuesto, la conservación de la energía dice que las energías inicial y final deben ser iguales$E_i = E_f$. Pero supongamos que ignoramos la energía cinética rotacional y argumentamos que es solo energía interna, es decir, calor, y no debe contarse. En ese caso tendríamos:

$$E_f = \tfrac{1}{2}M_1v_{1f}^2 + \tfrac{1}{2}M_2v_{2f}^2$$

y concluiríamos que$E_f \lt E_i$entonces tuvimos una colisión inelástica.

Los objetos reales están formados por una gran cantidad de átomos y moléculas, no solo dos, pero se aplica el mismo argumento. Ignoramos todos los movimientos internos y simplemente los describimos como un aumento de temperatura. Es por eso que la colisión parece inelástica.

durante la colisión inelástica, el cuerpo no retarda ni acelera constantemente a velocidad cero y luego invierte la dirección. Considere que es una colisión lineal. ¿Es correcta mi lógica?

Creo que el término "inelástico" significa la idea de que en tales interacciones los cuerpos involucrados transportan tales "eventos" que son energía.

Los procesos de disipación y, por lo tanto, la energía antes y después de la colisión no se pueden equiparar.

No es una condición prioritaria que los cuerpos involucrados tengan fuerzas retardadoras y que la dirección del movimiento se invierta.

Por lo tanto, la afirmación anterior parece no ser correcta.

Puede haber situaciones en las que las fuerzas intermoleculares y la estructura de los cuerpos en colisión se vean involucradas en 'deformaciones inelásticas' que conducen a la no conservación de la energía.