O momento é uma das ideias mais confiáveis da física: em um sistema fechado, não importa como os objetos colidem, saltam ou se unem, o momento total antes de uma interação é sempre igual ao momento total depois. Essa única regra – conservação do momento – é o que permite prever o resultado de uma colisão sem saber nada sobre as forças envolvidas durante o impacto em si.
Quais medidas de impulso
O momento (p = mv) combina a quantidade de massa que se move com a rapidez com que ela se move. Um caminhão pesado rastejando ao longo de um estacionamento e uma bicicleta leve voando colina abaixo podem ter impulso semelhante, mesmo que suas velocidades sejam totalmente diferentes – massa e velocidade se contrapõem. Como a velocidade é um vetor, o momento também o é: dois objetos de massa e velocidade iguais movendo-se um em direção ao outro têm momento que aponta em direções opostas, e seus momentos podem ser cancelados parcial ou totalmente quando combinados.
Por que o impulso total não muda
A terceira lei de Newton diz que toda força tem uma força de reação igual e oposta. Durante uma colisão, qualquer que seja a força que o objeto A exerça sobre o objeto B, o objeto B exerce a força exatamente oposta de volta sobre A, exatamente pelo mesmo período de tempo. Essas forças alteram o momento de cada objeto em quantidades iguais e opostas, de modo que o momento total do sistema – a soma dos momentos de ambos os objetos – nunca muda, independentemente de quão complicada ou violenta seja a colisão. Isso é verdade quer a colisão seja elástica (saltitante, energia cinética conservada) ou inelástica (os objetos se deformam ou ficam juntos, a energia cinética é perdida em calor e som).
Colisões perfeitamente inelásticas
A colisão mais simples de analisar é perfeitamente inelástica, onde os dois objetos se unem e se movem como uma única massa combinada. Como se movem juntos, partilham uma velocidade comum – encontrada dividindo o momento total antes da colisão pela massa total de ambos os objetos. Isto é exatamente o que analistas de acidentes de carro, investigadores de balística e estudantes de física usam para reconstruir o que aconteceu em um impacto a partir de medições antes e depois, sem a necessidade de conhecer os detalhes confusos das forças durante a colisão em si.