Teoria neoclassica
Uma colisão é um processo isolado em que uma força age em dois ou mais corpos por um tempo relativamente curto, podendo trocar energia e momento devido a sua interação.
Quando existe uma colisão dois corpos exercem forças de grande intensidade um sobre o outro, por um intervalo de tempo relativamente curto. Tais forças são internas ao sistema de dois corpos e são significativamente maiores do que qualquer força externa durante a colisão.
Durante uma colisão (que ocorre em um intervalo de tempo muito curto), a intensidade da força impulsiva de interação entre as partículas é muito mais intensa que quaisquer forças internas quem possam existir. Então, as forças externas serão desprezíveis frente à força impulsiva de interação e a quantidade de movimento linear do sistema de partículas se conserva, ou seja, é a mesma imediatamente antes e logo após a colisão.
Com o objetivo de simplificar a análise da colisão elástica bidimensional de duas esferas idênticas, restringe-se ao caso em que o alvo está em repouso. O caso mais geral pode ser obtido transformando as velocidades para um referencial onde ambas as esferas estejam em movimento.
Para especificar se a colisão é frontal ou lateral entre as duas esferas de raio R1 e R2 é conveniente introduzir o parâmetro de choque b (Figura 1), que é a distância que a partícula incidente passaria da outra se não houvesse colisão.
Figura 1: Parâmetro de choque numa colisão não frontal.
Se o valor de b for igual a 0, tem-se uma colisão frontal, essencialmente unidimensional; se b for maior do que R1+R2, não há colisão. Logo, para que haja uma colisão, b deve ser menor ou igual a soma de R1+R2.
Numa colisão bidimensional, os vetores momento linear de cada partícula, antes e após a colisão, pertencem ao mesmo plano, que é o plano de colisão.
Neste plano adota-se o sistema de referência cuja origem é a posição inicial do alvo e o eixo das abscissas é a própria direção da partícula incidente (Figura 2).