¿Por qué hay conservación de la energía cinética en colisiones elásticas y no en colisiones inelásticas?

¿Cuál es la diferencia que conduce a la conservación de la energía cinética en colisión elástica?

La diferencia está solo en las propiedades del material de un cuerpo. Si es elástica ( bola feliz ), puede deformarse (absorbiendo así KE) y luego recuperar la forma original, devolviendo aproximadamente la misma cantidad de KE, que se considera almacenada temporalmente en las redes: esta pregunta puede ser de ayuda para usted si desea una visión más profunda.

Viste esta imagen aquí : si un cuerpo no es elástico ( bola triste ), la KE deformará el cuerpo y este cambio es irreversible, la KE se transformará en calor, sonido, etc. y ya no estará disponible como energía mecánica. En este video puedes ver la enorme diferencia entre una bola triste y una feliz de la misma masa e impulso. Si el concepto de impulso no está claramente explicado allí, esta respuesta puede ser de gran ayuda.

¿Por qué la energía mecánica se convierte a medida que la energía total se conserva en una colisión inelástica?

La energía cinética se transforma en una cantidad exactamente igual de otras formas de energía en colisiones inelásticas, por lo tanto, la energía total del sistema no cambia: KE no se conserva mientras que el momento sí, pero la energía en general se conserva de todos modos.

La respuesta simple es que en una colisión elástica (para objetos >> en masa que moléculas típicas) la energía se mueve de cinética a potencial y luego vuelve a cinética siempre que no se excedan los "límites elásticos" de los materiales. En otras palabras, siempre que actúen como resortes.

En la colisión no elástica, la energía pasa principalmente de la cinética de las masas que chocan a la cinética de las partículas que forman las masas y el medio circundante, si lo hay. Por ejemplo, un aumento de calor es un aumento de la energía cinética de las partículas que componen el material. Lo mismo para el sonido. En una escala macro estas son deformaciones pero en una escala micro son cambios en los movimientos de átomos y moléculas. O electrones, en el caso de la luz. Súmalo todo y obtendrás la energía total antes y después.

No estoy seguro del significado de la segunda pregunta. Espero que esto ayude.

En colisiones elásticas las fuerzas de interacción son conservativas.

Podemos representar la Energía total del Sistema como : E = U + K

Cuando las partículas están muy lejos unas de otras ( separación > 2R ) sus energías potenciales permanecen constantes, la cual elijo que sea U. Esto es cierto excepto cuando las partículas están en contacto entre sí.

Después de la colisión, las partículas que chocan vuelven a sus configuraciones originales, sus dimensiones permanecen sin cambios.

En el instante de la colisión, la energía cinética total se transforma en energía potencial del sistema. La energía potencial en realidad aumenta cuando la separación entre las partículas < 2R.

Durante el retroceso, la energía potencial se convierte de nuevo en las energías cinéticas de la partícula.

Por otro lado, en las colisiones inelásticas, la fuerza no es de naturaleza conservativa. Después de las colisiones, las partículas no vuelven a sus configuraciones iniciales.

Deformaciones permanentes producidas o debidas a pérdidas de energía en otras formas.

Esto explica el hecho de que$K_{1} ≠ K_{2}$

Esta es la definición de las colisiones elásticas e inelásticas , ya sea que la energía cinética de los objetos que chocan se conserve o no.

Tenga en cuenta que la energía total siempre se conserva, pero en una colisión inelástica, una parte de ella se transfiere a la energía interna de los objetos que chocan (normalmente calor en el caso de objetos macroscópicos o energía de excitación en el caso microscópico, aunque la distinción estricta depende del contexto). ). Véase también esta publicación .