Un caso affascinante è quello di due palle collegate (o separate) da una molla che collidono. La collisione avviene in tre fasi ben distinte, e seguirle una a una è il modo migliore per capire cosa succede davvero dentro un urto elastico.
Le tre fasi: avvicinamento (A), massima compressione (B, entrambe a ), separazione (C, molla di nuovo a riposo).
La chiave è lo stato B di massima compressione. In quell’istante i due corpi hanno la stessa velocità: quella del centro di massa . Se avessero velocità diverse la distanza fra loro starebbe ancora cambiando, e la molla non sarebbe al massimo della compressione. Nel riferimento del centro di massa, allora, entrambi sono momentaneamente fermi: tutta l’energia cinetica interna (quella del moto relativo) si è trasformata in energia potenziale elastica della molla. È da questa uguaglianza — energia interna iniziale uguale a energia della molla — che si ricava la compressione massima.
Quando la molla si riespande e torna alla lunghezza a riposo (stato C), restituisce tutta l’energia: da A a C il processo complessivo è un urto elastico, e vale il trucco (inversione della velocità relativa).
Il calcolo completo con i numeri è in Esercizio svolto — collisione tramite molla.
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Argomenti: Quantità di moto e urti Concetti: Urto elastico · Conservazione della quantità di moto · Energia cinetica · Energia potenziale elastica Competenze: Metodo delle due tabelle Oggetti: Molla
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