Urto elastico ed anelastico

[GiammarcoP]

Ciao a tutti, ho una semplice domande sugli urti, appena affrontati nel corso di fisica 1.
Fondamentalmente mi è parso di capire questo (molto in breve):

a) urto elastico:
-conservazione dell'energia meccanica (o meglio, dell'energia cinetica)
-conservazione della quantità di moto prima e dopo l'urto
-agiscono esclusivamente forze di tipo conservativo durante l'urto

b) urto anelastico:
-conservazione della quantità di moto prima e dopo l'urto
-non vi è conservazione di energia meccanica, pertanto è possibile parlare di dissipazione di energia

Perché specifico l'assenza di forze non conservative nell'urto elastico? Se queste fossero presenti, per via dell' "approssimazione impulsiva" (secondo cui posso trascurare forze esterne non di tipo impulsivo) tali forze non sarebbero trascurabili? Chiaramente se così fosse non vi sarebbe differenza nella trattazione dell'energia meccanica nei due urti, gusto? Quindi faccio un errore di valutazione, ma non capisco quale sia.

Forse il mio dubbio più generale è: come distinguo un urto elastico da un urto anelastico nel caso non mi venga specificato? Perchè nell'urto elastico si conserva l'energia meccanica mentre nell'anelastico no?

[Falco5x]

Non so se ho capito bene il dubbio, comunque...
Tanto per puntualizzare, il digramma vettoriale di quantità di moto e impulsi è sempre valido qualunque sia il genere delle forze che agiscono.
L'energia cinetica invece si conserva solo nel caso dell'urto elastico, e si può anche dire, in modo del tutto simmetrico, che se si conserva l'urto è sicuramente elastico.
Tieni presente che le forze non conservative possono anche essere impulsive, e quindi possono concorrere al diagramma vettoriale delle quantità di moto (es.: attrito con brevissimo strisciamento nel momento del rimbalzo), e in questo caso sicuramente trasformano parte dell'energia cinetica in calore.
Ti faccio l'esempio del biliardo. Quando un giocatore lancia una palla contro una sponda, la sponda fa rimbalzare la palla conferendole un impulso istantaneo, però nel farlo può dare luogo anche a un brevissimo strisciamento, anch'esso quindi di tipo impulsivo, che concorre a direzionare il rimbalzo perché modifica la quantità di moto dopo l'urto, e inoltre dà luogo a perdita di energia cinetica.

[navigatore]

Aggiungo questo alle considerazioni di Falco5x : un urto perfettamente elastico non esiste. si dovrebbe tener sempre conto del "coefficiente di restituzione" , per essere più chiari; in questa vecchia discussione avevo messo un calcolo in cui si tiene conto del coefficiente detto. (post del 30.03.2014 alle 00:17) .

Un urto perfettamente elastico quindi corrisponde ad un coefficiente di restituzione uguale a 1 .
Se una pallina reale cade da una certa altezza e rimbalza, non rimbalza mai alla stessa altezza da cui è caduta, perché il coefficiente di restituzione non è uguale a 1, cioè l'urto non è perfettamente elastico.

[GiammarcoP]

Forse non sono riuscito a spiegare al meglio il mio dubbio (grazie comunque per le considerazioni, mi son state utili per chiarire il concetto generale). Ci riprovo:

Ho due corpi su un piano scabro (c'è attrito) che ad un certo punto urtano. Si può da solo questa informazione ricavare il tipo di urto? Agiscono forze di tipo non conservativo (la forza di attrito) pertanto la mia risposta sarebbe "urto anelastico", però, durante l'urto, l'azione della forza di attrito non essendo impulsiva (così come non lo sarebbe la forza peso se l'urto avvenisse ad una determinata altezza), è trascurabile? Posso quindi dire che l'energia cinetica si conserva nell'istante prima e dopo l'urto (chiaramente poi i corpi, nell'istante subito successivo, sono soggetti a decelerazione ecc)?

Non mi è chiaro dove sia l'errore in questo ragionamento, e tale errore dev'esserci, altrimenti avrei conservazione dell'energia cinetica in un urto anelastico.

[navigatore]

In un urto il sistema si considera isolato, e le forze che si prendono is esame sono quelle, impulsive, tra i due corpi. Se includi le forze di attrito col piano il sistema non è più isolato. Ad ogni modo devi mettere in conto solo le velocità e le energie cinetiche immediatamente prIma e dopo l'urto.

[GiammarcoP]

In un urto il sistema si considera isolato, e le forze che si prendono is esame sono quelle, impulsive, tra i due corpi. Se includi le forze di attrito col piano il sistema non è più isolato.

Tenendo conto delle forze di attrito che il piano esercita sui due corpi il sistema dovrebbe essere isolato ugualmente, no? Semplicemente le forze di attrito sono forze esterne.

Detto questo, nell'esempio descritto l'urto è di tipo.?

[Falco5x]

Ci provo anch'io a cercare di capire il dubbio di GammarcoP, chissà che in due...

Facciamo il caso pratico del solito biliardo.

C'è una palla ferma sul piano del biliardo. Una seconda palla viene lanciata e la colpisce.

Siccome la prima ipotesi semplificativa ma realistica che si fa è che le palle rotolino senza strisciare sul piano, va da sé che il piano deve avere attrito, altrimenti le palle non rotolerebbero. Si tratta però di attrito statico, cioè le palle non strisciano, l'attrito serve solo a garantire il rotolamento. Dunque la forza di attrito non fa lavoro, dunque non consuma energia. In questa ipotesi pur essendoci una forza non conservativa, questa non compie lavoro dunque il sistema è conservativo.
Quando la palla in moto colpisce quella ferma, se l'urto è elastico (nella realtà non lo è mai, ma facciamo finta) le superfici delle palle non strisciano tra loro, ma anche qui un attrito statico garantisce che ricevano un reciproco impulso che determina l'andamento successivo sia in termini di moto dei CM sia in termini di momenti angolari, perché l'impulso dà anche momento impulsivo non nullo rispetto ai CM delle palle. La fisica qui si complica ma in prima approssimazione possiamo pensare elastico l'urto, quindi, anche in presenza di attriti, se questi non fanno lavoro. Se invece nell'urto le palle strisciano un po' tra loro e c'è un attrito,allora la faccenda si complica ulteriormente, sia in termini di impulsi e momenti impulsivi, sia in termini di energia perduta. La fisica del biliardo è estremamente affascinante, ma anche complessa. E ancora non so se con questo esempio ho chiarito qualcosa in più (o in meno).

[navigatore]

Ho due corpi su un piano scabro (c'è attrito) che ad un certo punto urtano. Si può da solo questa informazione ricavare il tipo di urto?

No. Il tipo di urto dipende da quello che succede nel breve istante in cui i corpi si urtano, non da quello che succede molto tempo prima o molto tempo dopo. (" molto" in relazione alla durata dell'urto) .
Se si conservano qdm ( e questo sempre) e energia cinetica, l'urto è elastico.

Agiscono forze di tipo non conservativo (la forza di attrito) pertanto la mia risposta sarebbe "urto anelastico", però, durante l'urto, l'azione della forza di attrito non essendo impulsiva (così come non lo sarebbe la forza peso se l'urto avvenisse ad una determinata altezza), è trascurabile?

Si. Le forze di attrito agiscono molto tempo prima e molto tempo dopo. I due corpi arrivano all'urto con una certa velocità , e ne escono con altre velocità : sono queste che contano.

Posso quindi dire che l'energia cinetica si conserva nell'istante prima e dopo l'urto (chiaramente poi i corpi, nell'istante subito successivo, sono soggetti a decelerazione ecc)?

Si.