32
Colisión de dos partículas en una dimensión
mediante simulación por Python
Two-Particle Collision in One Dimension using Python
simulation
Fernando Vichez
Escuela Especializada en Ingeniería ITCA-FEPADE
fernando.vichez24@itca.edu.sv
Adriel Méndez
Escuela Especializada en Ingeniería ITCA-FEPADE
adriel.mendez21@itca.edu.sv
Salomón Mendoza
salomon.mendoza24@itca.edu.sv
Escuela Especializada en Ingeniería ITCA-FEPADE
Carolina Velásquez
Escuela Especializada en Ingeniería ITCA-FEPADE
carolina.velasquez20@itca.edu.sv
Recibido: 15/08/2025
Aceptado: 10/12/2025
Publicado: 31/12/2025
Citación/como citar este artículo: Vichez, F., Méndez, A., Mendoza, S., & Velásquez, C.
(2025). Colisión de dos partículas en una dimensión. Ásstery Journal, 1(3), 32-42.
Ásstery Journal Vol. 1 Num.1
pp. 32-42
33
Resumen
Nuestra investigación analiza la colisión de dos partículas en una dimensión, utilizando
los principios de conservación del momento y la energía. Se estudian los casos de colisión
elástica, inelástica y perfectamente inelásticas, considerando las condiciones iniciales y
finales de las partículas. A través de las ecuaciones de movimiento y los principios de la
mecánica clásica, se calculan las velocidades posteriores a la colisión y se evalúan los
coeficientes de restitución. Los resultados obtenidos ayudan a entender la transferencia
de energía y la dinámica del sistema, lo cual es relevante en campos como la física de
partículas y la ingeniería de materiales.
Palabras claves: Colisiones; Sistemas unidimensionales; Mecánica clásica; Coeficientes
de restitución.
Abstract
Our research analyzes the collision of two particles in one dimension, using the principles
of conservation of momentum and energy. The cases of elastic, inelastic, and perfectly
inelastic collisions are studied, considering the initial and final conditions of the particles.
Through the equations of motion and the principles of classical mechanics, the post-
collision velocities are calculated and the coefficients of restitution are evaluated. The
obtained results help to understand the energy transfer and the system's dynamics, which
is relevant in fields such as particle physics and materials engineering.
Keywords: Collisions; One-dimensional systems; Classical mechanics; Coefficients of
restitution
Colisión de dos partículas en una dimensión mediante simulación por Python
34
Introducción
Las colisiones son eventos fundamentales en la dinámica de sistemas físicos y
tienen un amplio espectro de aplicaciones en diversas disciplinas científicas y
tecnológicas. En términos generales, una colisión ocurre cuando dos o más cuerpos
interactúan en un intervalo de tiempo corto, intercambiando energía y cantidad de
movimiento. Dentro de la mecánica clásica, el estudio de las colisiones ha permitido
desarrollar modelos para entender el comportamiento de partículas, desde escalas
microscópicas en la física cuántica hasta impactos macroscópicos en la ingeniería
estructural y automotriz. (R. A. Serway and J. W. Jewett, 2014).
El análisis de las colisiones en una sola dimensión proporciona un marco
simplificado pero esencial para entender principios fundamentales de la física. Bajo este
esquema, las partículas se desplazan y colisionan en un solo eje rectilíneo, lo que permite
reducir el problema a ecuaciones escalares de conservación de cantidad de movimiento y
energía. Este tipo de estudio es esencial en áreas como la física de partículas, donde se
analizan colisiones en aceleradores para investigar la estructura fundamental de la
materia, y en simulaciones computacionales que modelan el comportamiento de objetos
en sistemas dinámicos. (P. A. Tipler and G. Mosca, 2009)
Las colisiones pueden clasificarse en elásticas e inelásticas, dependiendo de si la
energía cinética del sistema se conserva o no. En las colisiones perfectamente elásticas,
no hay disipación de energía, mientras que en las inelásticas una parte de la energía se
disipa en forma de calor, sonido o deformación de los cuerpos en colisión. La
caracterización y análisis de estos tipos de colisiones permiten optimizar aplicaciones
como el diseño de materiales resistentes a impactos y la programación de algoritmos de
física en motores gráficos para videojuegos y simulaciones industriales.
En este trabajo, se abordarán los principios fundamentales de las colisiones
unidimensionales, detallando sus ecuaciones de conservación, proporcionando ejemplos
numéricos ilustrativos y explorando aplicaciones prácticas en distintas áreas de la ciencia
y la tecnología.
Diferencia entre colisiones elásticas y colisiones inelásticas.
Comprender la diferencia entre colisiones elásticas e inelásticas es necesario para
comprender el comportamiento de los objetos en experimentos de física y situaciones
reales. Si bien ambos tipos de colisiones implican la interacción de objetos, presentan
características y resultados diferentes. En las colisiones elásticas, la energía cinética se
conserva, mientras que en las inelásticas, no. La diferencia entre colisiones elásticas e
inelásticas se tabula a continuación:
Ásstery Journal Vol. 1 Num.1
pp. 32-42
35
Tabla 1. Diferencia entre colisiones elásticas y colisiones inelásticas
Base
Colisiones elásticas
Colisiones inelásticas
Energía cinética
La energía cinética total
permanece constante antes y
después de la colisión.
Parte de la energía cinética se
transforma en otras formas durante la
colisión, por lo que la energía
cinética total disminuye.
Comportamiento de
los objetos
Los objetos rebotan entre sí sin
pegarse.
Los objetos pueden pegarse o
deformarse al impactar.
Deformación
No se produce ninguna
deformación de los objetos.
Los objetos pueden deformarse durante
una colisión.
Ejemplo
Bolas de billar chocando sobre
una mesa sin fricción.
Un coche chocando contra una pared.
Ocurrencia común
Menos común en la vida
cotidiana.
Más común en la vida cotidiana.
Momento
El momento se conserva
El momento se conserva
Fuente: Elaboración propia
Colisiones de una dimensión
En el caso general de colisión en una dimensión entre dos masas, uno no puede
anticipar cuanta energía cinética se va a perder en la colisión. De esta manera, las
velocidades de las dos masas después de la colisión, no están determinadas por sus
velocidades antes de la colisión. Sin embargo, la conservación del momento debe
satisfacerse, de modo que si se especifica la velocidad de una de las partículas después de
la colisión, entonces la otra se puede determinar. (W. L. Hosch. 2025).
Energía Cinética
Energía cinética, forma de energía que un objeto o una partícula tiene en razón de
su Movimiento. Si se realiza trabajo, que transfiere energía, sobre un objeto aplicando
una fuerza neta, el objeto aumenta su velocidad y, por lo tanto, gana energía cinética. La
energía cinética es una propiedad de un objeto o partícula en movimiento y depende no
solo de su movimiento, sino también de su...masa. El tipo de movimiento puede ser
traslación (o movimiento a lo largo de una trayectoria de un lugar a otro), rotación sobre
un eje, vibración o cualquier combinación de movimientos.
Energía cinética:
(1)
Colisión de dos partículas en una dimensión mediante simulación por Python
36
Tipos de colisiones
En física, las colisiones de partículas se clasifican principalmente en tres tipos:
elásticas, inelásticas y totalmente inelásticas. Estas categorías se diferencian según la
conservación de la energía cinética y el comportamiento del sistema durante el impacto.
(R. A. Serway).
Colisiones elásticas
Una colisión elástica se define, como aquella en la cual se cumple la conservación del
momento, y la conservación de la energía cinética. . Esto implica que no hay fuerzas
disipativas actuando durante la colisión, y que toda la energía cinética de los objetos antes
de la colisión se encuentra todavía en la forma de energía cinética después de la misma.
(W. L. Hosch. 2025).
Fórmulas
Conservación del momento lineal
(2)
Energía cinética
(3)
Las velocidades finales después del choque se pueden obtener con:
(4)
(5)
Figura 1. Colisiones elásticas
Fuente: Elaboración propia
Ásstery Journal Vol. 1 Num.1
pp. 32-42
37
Ejemplo de Problema de Colisión Elástica
Dos bolas de billar colisionan. La bola 1 se mueve con una velocidad de 6 m/s, y
la bola 2 está en reposo. Después de la colisión, la bola 1 se detiene por completo. ¿Cuál
es la velocidad de la bola 2 después de la colisión? ¿Esta colisión es elástica o inelástica?
La masa de cada bola es de 0.20 kg.
Solución:
Para encontrar la velocidad de la bola 2, utiliza una tabla de conservación del
momento.
Objetos
Momento antes
Momento después
Bola 1
0.20 kg × 6 m/s = 1.2
0
Bola 2
0
0.20 kg × v2
Total
1.2 kg × m/s
0.20 kg × v2
1.2 kg × m/s = 0.20 kg × v2
v2 =1.2 / 0.20 = 6 m/s
Para determinar si la colisión es elástica o inelástica, se debe calcular la energía cinética total
del sistema antes y después de la colisión.
Objetos
Momento antes
Momento después
Bola 1
0.50 × 0.20 × 62 = 3.6
0
Bola 2
0
0.50 × 0.20 × 62 = 3.6
Total
3.6
3.6
Como la energía cinética antes de la colisión es igual a la energía cinética después
de la colisión (es decir, la energía cinética se conserva), se trata de una colisión elástica.
Colisiones inelásticas
Es aquella en la que la energía cinética total cambia (no se conserva). Esta falta
de conservación significa que las fuerzas entre objetos en colisión pueden eliminar o
agregar energía cinética total. El trabajo realizado por fuerzas internas puede cambiar las
formas de energía dentro de un sistema. Para colisiones inelásticas, como cuando los
objetos colisionadores se pegan entre sí, este trabajo interno puede transformar algo de
energía cinética en energía térmica. O puede convertir la energía almacenada en energía
cinética total, como cuando los pernos que explotan separan un satélite de su vehículo de
lanzamiento. (OpenStax, "9.4 Tipos de colisiones", Física universitaria volumen 1).
Fórmula
(6)
Colisión de dos partículas en una dimensión mediante simulación por Python
38
La energía cinética final es menor que la inicial, pero no hay una fórmula general
para calcular las velocidades finales sin conocer la pérdida de energía.
Figura 2. Colisiones inelásticas
Colisiones perfectamente inelásticas
Es un tipo de choque en el que los cuerpos involucrados se adhieren entre sí
después del impacto y se mueven con una velocidad común. En este proceso, se conserva
el momento lineal total del sistema, pero la energía cinética no se conserva; parte de ella
se transforma en otras formas de energía, como calor o energía interna.
Fórmula: cantidad de movimiento
(7)
De donde se obtiene
Figura 3. Colisiones perfectamente inelásticas
Fusion
Ásstery Journal Vol. 1 Num.1
pp. 32-42
39
Conclusiones
El estudio de las colisiones unidimensionales es clave en la mecánica clásica, ya
que permite entender cómo interactúan los cuerpos al colisionar. Las leyes de
conservación de la cantidad de movimiento y la energía cinética son esenciales para
analizar estos eventos. En una colisión elástica, la energía cinética se conserva, mientras
que en una inelástica parte de esa energía se pierde en forma de calor o deformación. En
una colisión perfectamente inelástica, los cuerpos se fusionan, maximizando la pérdida
de energía. Estos principios tienen aplicaciones importantes en física, ingeniería,
astrofísica e incluso en la simulación de fenómenos físicos dentro de la ingeniería de
software.
Referencias
LibreTexts. (s.f.). Colisiones inelásticas en una dimensión. Física Conceptual -
Introducción a la Física. Recuperado de
https://espanol.libretexts.org/Fisica/Fisica_Conceptual/Introducci%C3%B3n_a_l
a_F%C3%ADsica_(Parque)/03%3A_Mec%C3%A1nica_I_-
_Energ%C3%ADa_y_Momento%2C_Oscilaciones_y_Ondas%2C_Rotaci%C3
%B3n_y_Fluidos/04%3A_Impulso_y_Momentum/4.06%3A_Colisiones_inel%
C3%A1sticas_en_una_dimensi%C3%B3n
OpenStax. (2017). Tipos de colisiones. En Física universitaria (Vol. 1). Houston, TX:
OpenStax. Recuperado de https://openstax.org/books/f%C3%ADsica-
universitaria-volumen-1/pages/9-4-tipos-de-colisiones
Sánchez, L. A. (2023). Colisión perfectamente inelástica. Física en línea. Recuperado de
https://www.fisicaenlinea.com/colision-perfectamente-inelastica
Serway, R. A., & Jewett, J. W. (2014). Física para ciencias e ingeniería (9a ed.). Ciudad
de México: Cengage Learning.
Serway, R. A. (s.f.). One-dimensional elastic collisions. HyperPhysics, Georgia State
University. Recuperado de http://hyperphysics.phy-
astr.gsu.edu/hbasees/col1d.html
Tipler, P. A., & Mosca, G. (2009). Física para la ciencia y la tecnología (6a ed.).
Barcelona: Editorial Reverté.
Universidad Nacional de Educación a Distancia (UNED). (s.f.). Colisiones y
conservación de la energía. Recuperado de https://www.uned.es
Vásquez, J. P. (2022, 23 de agosto). Diferencia entre colisión elástica e inelástica.
GeeksforGeeks. Recuperado de https://www.geeksforgeeks.org/difference-
between-elastic-and-inelastic-collision/
Colisión de dos partículas en una dimensión mediante simulación por Python
40
Anexos
Simulador
El presente trabajo ha combinado el desarrollo teórico de las colisiones
unidimensionales elásticas e inelásticas con la implementación de un simulador que
permite visualizar y cuantificar cada tipo de choque. Los principales hallazgos son:
1. Validación de las fórmulas analíticas.
Mediante el simulador se verificó que las velocidades finales obtenidas
numéricamente para colisiones elásticas coinciden con las predichas por
las ecs. (4), (5) y (8).
2. Utilidad pedagógica y de investigación.
El simulador, con su interfaz gráfica interactiva, facilita la comprensión de
cómo varían los resultados al modificar masas, velocidades iniciales o
coeficientes de restitución. Esto lo convierte en una herramienta valiosa
tanto en aulas de Física como en proyectos de desarrollo de videojuegos o
motores físicos.
Código desarrollado para la simulación; Colisión de dos partículas en una
dimensión.
Ásstery Journal Vol. 1 Num.1
pp. 32-42
41
Colisión de dos partículas en una dimensión mediante simulación por Python
42
