Dispersão elástica

Definição

A dispersão elástica é um processo associado a grandes ângulos de dispersão sem (quase) nenhuma perda de energia.

A dispersão elástica é uma dispersão de partículas como resultado de uma colisão elástica

O que é dispersão elástica?

A dispersão elástica ocorre quando duas ou mais partículas colidem sem perda de energia. Isso significa que, embora as direções das partículas possam mudar, a energia cinética total do sistema, ou energia de movimento, é sempre conservada.

O termo espalhamento elástico é normalmente usado na física de partículas, que é o estudo de partículas microscópicas, mas uma colisão elástica também pode ocorrer entre objetos macroscópicos.

Uma colisão inelástica ocorre quando a energia é perdida durante a colisão.

O termo espalhamento elástico vem da teoria de espalhamento, que é um conjunto de regras e equações que descrevem como as partículas e as ondas interagem.

No mundo macroscópico, quando dois objetos colidem, geralmente é através de uma colisão física. Na física de partículas, no entanto, os objetos podem colidir através de outras forças, incluindo colisões eletromagnéticas.

Uma colisão elástica pode ocorrer entre qualquer objeto e em qualquer tipo de colisão.

A dispersão elástica é muito importante na física de partículas. Quando os elétrons colidem com outras partículas, por exemplo, a colisão é elástica, pois nenhuma energia é perdida.

Isso é conhecido como dispersão de Rutherford e é um fenômeno que levou à descoberta da estrutura do átomo.

No mundo macroscópico ou físico, é excepcionalmente improvável que ocorra uma verdadeira colisão elástica entre dois objetos grandes.

Isso ocorre devido às forças circundantes, bem como às vibrações que ocorrem dentro de objetos grandes. Existem algumas situações, no entanto, em que uma colisão pode ser aproximada como elástica. Isso é útil, pois permite que a velocidade e a direção previstas de dois objetos após uma colisão sejam estimadas usando métodos mais simples.

Um exemplo comum de espalhamento elástico no mundo físico é a colisão de duas bolas de bilhar. Embora uma pequena quantidade de energia seja perdida nessa colisão devido ao atrito, ela é pequena o suficiente para ser insignificante. Quando duas bolas de bilhar colidem, a segunda bola ganha quase exatamente a quantidade de energia que a primeira bola perde; portanto, a energia cinética total do sistema é conservada.

A dispersão inelástica ocorre quando a energia total dos dois ou mais objetos em colisão não é conservada.

Nas colisões entre objetos do mundo real, colisões inelásticas são muito mais comuns.

Isso ocorre principalmente devido às vibrações extras que ocorrerão quando um objeto grande colidir com outro, pois essas vibrações absorvem energia que teria sido usada para o movimento. O momento, no entanto, é sempre conservado em colisões elásticas e inelásticas.

O que é colisão elástica?

Uma colisão elástica ocorre quando a energia cinética total, ou energia de movimento, de dois ou mais objetos é a mesma após uma colisão e antes da colisão.

Ao contrário de uma colisão inelástica, nenhuma energia é transformada em outro tipo.

Colisões completamente elásticas geralmente não acontecem no mundo real, além de partículas subatômicas, mas a colisão entre duas bolas de bilhar é uma grande aproximação.

Existem dois tipos de colisões. O primeiro é uma colisão inelástica, mais comum na vida cotidiana. Durante uma colisão inelástica, parte da energia cinética, ou energia de movimento, é perdida no impacto.

Essa energia é convertida em outro tipo de energia, como som ou calor. Em uma colisão elástica, toda a energia cinética dos dois objetos é retida durante o impacto.

Antes de dois objetos colidirem, cada um deles possui uma certa quantidade de energia cinética e momento. A quantidade de energia cinética depende da massa e da velocidade de cada um dos objetos.

Como resultado da lei fundamental de conservação de energia, que afirma que a energia nunca pode ser destruída, a energia total após dois objetos colidirem deve ser a mesma que era antes da colisão. Se é uma colisão elástica, então toda a energia permanece como energia cinética e é apenas movida de um objeto para outro.

Na realidade, nenhuma colisão entre objetos grandes é realmente uma colisão elástica. Isso ocorre porque, quando objetos grandes se tocam, parte da energia cinética sempre é perdida para vários outros tipos de energia, como som, calor ou compressão do objeto. No mundo microscópico, como a interação magnética de átomos ou elétrons, há uma chance de a colisão ser elástica, porque não há contato físico entre os objetos. Às vezes, as interações gravitacionais entre planetas também são classificadas como colisões perfeitamente elásticas.

Um exemplo de uma colisão quase elástica no mundo real é a interação entre duas bolas de bilhar. Quando a bola branca é atingida, ela ganha uma certa quantidade de energia cinética, que é transferida durante a colisão com outra bola. Se a colisão ocorrer em uma linha reta, toda a energia cinética será transferida para a bola alvo, o que significa que a bola branca para de morrer e a bola alvo se move exatamente na mesma velocidade. Se as bolas acertam em ângulo, a energia cinética é dividida entre as duas.

Fonte: Editores Portal São Francisco