Una colisión elástica es el caso especial en el que dos objetos rebotan uno contra el otro sin perder energía cinética en forma de calor, sonido o deformación. Esta calculadora resuelve las ecuaciones estándar de colisión elástica en 1D para las velocidades finales de ambos objetos, y muestra la contabilidad de momento y energía cinética que demuestra que la colisión realmente es elástica.
Cómo funciona la Calculadora de Colisión Elástica
La calculadora resuelve dos ecuaciones a la vez: conservación del momento (m1v1 + m2v2 = m1v1' + m2v2') y conservación de la energía cinética (1/2 m1v1^2 + 1/2 m2v2^2 = 1/2 m1v1'^2 + 1/2 m2v2'^2). Resolver ese par de ecuaciones para las dos velocidades finales desconocidas da las fórmulas cerradas mostradas en la sección de Fórmula, así que el resultado aparece de inmediato sin necesidad de iteración.
El cálculo asume que la colisión es unidimensional (ambos objetos se mueven a lo largo de la misma línea, antes y después) y perfectamente elástica. Las colisiones del mundo real —choques de autos, la mayoría de los impactos deportivos— pierden algo de energía en calor y deformación y son solo aproximadamente elásticas; las bolas de billar, las moléculas de gas y las colisiones de esferas duras en problemas de física son los ejemplos reales más cercanos.
Entradas y su significado
Ingresa la masa de cada objeto en kilogramos (siempre positiva) y su velocidad en metros por segundo, usando una convención de signos consistente para la dirección —por ejemplo, moverse hacia la derecha es positivo y hacia la izquierda es negativo. La velocidad del objeto 2 suele fijarse en 0 para modelar un objetivo estacionario, pero cualquier valor con signo funciona.
La razón de masas entre los dos objetos tiene un efecto desproporcionado en el resultado: cuando las masas son iguales, los objetos intercambian velocidades exactamente; cuando una masa domina, el objeto más ligero absorbe la mayor parte del cambio de velocidad mientras que el objeto más pesado apenas nota la colisión.
Límites y casos extremos
Esta calculadora solo modela colisiones elásticas en 1D (de frente) —no maneja colisiones en 2D o 3D en un ángulo, donde las velocidades finales dependen del ángulo de impacto además de las masas y velocidades. También asume que el momento y la energía cinética se conservan exactamente, así que no debe usarse para modelar impactos inelásticos reales como choques de autos.
Si ambas masas son cero, o los números que ingresas no son válidos, la calculadora marca la entrada en lugar de mostrar un resultado —una masa total de cero no tiene colisión física que resolver. Para una colisión donde los objetos quedan unidos en lugar de rebotar, usa un cálculo de colisión perfectamente inelástica en lugar de este.