La collision élastique

La collision élastique
Par définition, une collision élastique est un choc dans lequel l'énergie cinétique totale
des particules est conservée ainsi que la quantité de mouvement.
Durant une collision élastique, l'énergie cinétique des particules est totalement ou partiellement
emmagasinée sous forme d'énergie potentielle, puis complètement redonnée sous forme
d'énergie cinétique. Au niveau de l'atome, les collisions élastiques sont assez fréquentes. Vu que
nous ne sommes pas en mesure de voir le niveau atomique, tu peux prendre deux billes d'acier
dans tes mains et simuler une collision entre elles. Tu verras que l'énergie cinétique est presque
conservée donc on peut presque dire que nous sommes en présence d'une collision élastique.
Les collisions inélastiques
Dans une collision inélastique, l'énergie cinétique totale des particules n'est pas
conservée. Une partie de l'énergie cinétique présente avant la collision se transforme en une
autre forme à la suite de la collision. Cette perte d'énergie cinétique peut se présenter sous forme
de chaleur, de son ou de lumière. La majorité des collisions qui surviennent dans notre
environnement sont des collisions inélastiques. Un exemple très visuel est lorsque tu joues au
billiard. Lorsque la balle blanche frappe une autre balle, il y a perte d'énergie cinétique dans le
système due à l'énergie sonore présente lors de la collision et également due à la friction qui est
exercée par l'air et par la surface de roulement. Par contre, la quantité de mouvement est
conservée.
Les collisions parfaitement inélastiques
La seule différence entre une collision inélastique et une collision parfaitement inélastique réside
dans le fait que dans une collision parfaitement inélastique, les objets mis en jeu restent fixés
ensemble. Encore là, une partie de l'énergie cinétique présente avant la collision est
transformée en d'autres formes d'énergie et la quantité de mouvement se conserve.
Tu peux donc voir que dans les trois collisions, la quantité de mouvement se conserve.
Mais, selon la collision, l'énergie cinétique peut être transformée en d'autres formes
d'énergie.
Voici un exemple de problème sur les collisions élastiques et inélastiques.
1. Un mobile de 1 200 kg se déplace à 10 m/s et entre collision avec un autre mobile de 1
000 kg qui se déplace à 8,0 m/s dans la même direction.
a. Quelle est la vitesse finale des deux mobiles s'ils restent fixés ensemble?
Pour commencer, tu ne sais pas si c'est une collision élastique ou inélastique.
Par contre, tu peux utiliser la conservation de la quantité de mouvement pour trouver la vitesse
car la quantité de mouvement est toujours conservée dans toutes collisions
b. Est-ce que l'énergie cinétique est conservée?
L'énergie cinétique du système n'est pas conservée car l'énergie initiale n'est pas égale à
l'énergie finale.
c.
Quel est le type de collision?
C'est une collision inélastique car l'énergie cinétique totale ne se conserve pas.
Exercices :
1. Une balle ayant une masse de 5,0 kg se déplaçant vers la droite à une vitesse de 2,0 m/s
entre en collision avec une balle de 15 kg se déplaçant vers la gauche à une vitesse de
3,0 m/s. Après la collision, la masse de 5,0 kg se déplace vers la gauche à une vitesse
de 5,5 m/s. Quel est le type de collision?
2. Un mobile de 0,300 kg se déplace vers la droite à une vitesse de 0,20 m/s et entre en
collision avec une masse immobile de 0,120 kg. Après la collision, les deux masses se
déplacent vers la droite. La plus massive a une vitesse de 0,10 m/s et la moins massive
a une vitesse de 0,27 m/s. Quel est le pourcentage d'énergie cinétique perdue?
Vérifie tes réponses.
1. Une balle ayant une masse de 5,0 kg se déplaçant vers la droite à une vitesse de 2,0 m/s
entre en collision avec une balle de 15 kg se déplaçant vers la gauche à une vitesse de
3,0 m/s. Après la collision, la masse de 5,0 kg se déplace vers la gauche à une vitesse
de 5,5 m/s. Quel est le type de collision?
Premièrement, trouvons la vitesse de la masse de 15 kg après la collision.
Deuxièmement, vérifions si l'énergie cinétique est conservée.
C'est une collision élastique car l'énergie cinétique et la quantité de mouvement sont conservées.
2. Un mobile de 0,300 kg se déplace vers la droite à une vitesse de 0,20 m/s et entre en
collision avec une masse immobile de 0,120 kg. Après la collision, les deux masses se
déplacent vers la droite. La plus massive a une vitesse de 0,10 m/s et la moins massive
a une vitesse de 0,27 m/s. Quel est le pourcentage d'énergie cinétique perdue?