O que é espalhamento elástico?

A espalhamento elástico 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. 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 quaisquer objetos e em qualquer tipo de colisão.

A espalhamento elástico 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 espalhamento de Rutherford e é um fenômeno que levou à descoberta da estrutura do átomo.

No mundo macroscópico ou físico, é excepcionalmente improvável que uma verdadeira colisão elástica ocorra entre dois objetos grandes. Isso se deve às forças circundantes, bem como às vibrações que ocorrem dentro de objetos grandes. Existem algumas situações, no entanto, onde uma colisão pode ser aproximada como elástica. Isso é útil, pois permite a velocidade e a direção previstas de dois objetos após a estimativa de uma colisão 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 nesta colisão devido ao atrito, isso é pequeno o suficiente para ser insignificante. QuandoDuas bolas de bilhar colidem, a segunda bola ganha quase exatamente a quantidade de energia que a primeira bola perde, de modo que 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. Em colisões entre objetos do mundo real, as colisões inelásticas são muito mais comuns. Isso se deve principalmente às vibrações extras que ocorrerão quando um grande objeto colide com outro, pois essas vibrações ocupam energia que teria sido usada para movimento. O momento, no entanto, é sempre conservado em colisões elásticas e inelásticas.