Nel caso specifico posto nella domanda si può tranquillamente rispondere che si impartisce (o meglio, si trasferisce) sia energia cinetica sia quantità di moto.
Prima di scendere nel dettaglio è interessante analizzare velocemente quattro sistemi meccanici per capire come il comportamento di queste due grandezze sia indipendente:
1) urto elastico: come è ben noto in questo processo meccanico abbiamo due corpi che interagiscono mediante forze interne puramente conservative. In questo processo si conservano entrambe le grandezze.
2) urto completamente anelastico: in questo processo abbiamo due corpi che interagiscono mediante forze internte puramente dissipative. In questo processo si conserva la quantità di moto mentre l’energia cinetica no, anzi se ne dissipa la maggior quantità possibile.
3) moto circolare uniforme: in questo processo la velocità mantiene costante il proprio modulo mentre la sua direzione e verso cambiano continuamente, il tutto per effetto della sola forza agente cioè la tensione o la reazione vincolare che mantiene il corpo sulla traiettoria circolare. In questo processo si conserva l’energia cinetica ma non la quantità di moto.
4) moto di un corpo su un piano orizzontale scabro: in questo processo il corpo dimuisce la propria velocità man mano che passa il tempo, per effetto della sola forza attiva sul corpo che è l’attrito (la forza peso sarà bilanciata dalla reazione vincolare del piano). In questo processo non si conserva nessuna delle due grandezze.
Parlando più in generale, per capire come riconoscere i trasferimenti di una e/o dell’altra grandezza è necessario innanzitutto analizzare per bene l’origine delle definizioni delle due grandezze.
Quantità di Moto
La definizione di quantità di moto emerge dal Teorema dell’Impulso il quale collega la quantità di moto con l’impulso (prodotto diretto tra una forza e l’intervallo di tempo in cui agisce la forza) di tutte le forze che agiscono sul corpo, o sui diversi corpi nel caso di un sistema, nell’intervallo di tempo compreso tra due istanti.
Dal teorema suddetto discende che la somma di tutti gli impulsi è uguale alla variazione di una certa grandezza dipendente da massa e velocità (in particolare, per un singolo corpo, il prodotto tra massa e velocità vettoriale) che prende il nome di quantità di moto del sistema. Come anticipato dalla domanda l’impulso e la quantità di moto sono grandezze vettoriali. Questo ha molta importanza perché significa che il calcolo dell’impulso totale può essere eseguito in qualunque ordine: si possono prima sommare le forze e poi calcolare l’impulso della risultante oppure prima calcolare l’impulso di ogni singola forza e poi fare la somma vettoriale di tutti gli impulsi.
Quest’ultima caratteristica implica che il terzo principio della dinamica (la somma di tutte le forze interne e la somma di tutti i momenti delle forze interne di un qualunque insieme di corpi sono nulle) ha una completa influenza sul comportamento della quantità di moto, in quanto le forze interne di un sistema di corpi avranno sempre impulso totale nullo per cui la quantità di moto totale di un sistema può variare solo per effetto delle forze esterne.
Energia Cinetica
La definizione di energia cinetica emerge invece dal Teorema dell’Energia Cinetica (una volta noto anche come Teorema delle forze vive) il quale collega l’energia cinetica con il lavoro (prodotto scalare tra una forza e lo spazio percorso nel mentre dall’oggetto) svolto da tutte le forze che agiscono sul corpo, o sui diversi corpi nel caso di un sistema, nell’intervallo di tempo compreso tra due istanti. In realtà il teorema riguarda più specificatamente un intervallo spaziale, dato che il lavoro di una forza è definito come il prodotto scalare tra la forza e lo spostamento, ma dato che la traiettoria di un corpo o di un sistema permette di porre una corrispondenza tra intervalli temporali e intervalli spaziali è corretta anche la descrizione appena data.
Dal teorema suddetto discende che la somma di tutti i lavori è uguale alla variazione di una certa grandezza dipendente da massa e velocità (in particolare, per un singolo corpo, il semiprodotto della massa per il quadrato del modulo della velocità) che prende il nome di energia cinetica del sistema. Come anticipato dalla domanda il lavoro e l’energia cinetica sono grandezze scalari. Questo ha molta importanza perché per eseguire correttamente la somma dei lavori è necessario prima calcolare singolarmente i lavori delle diverse forze e poi sommare i numeri scalari che escono da tale calcolo. Non è corretto eseguire questa operazione in ordine inverso (prima sommare le forze e poi calcolare il lavoro della risultante) perché non è detto che le varie forze agiscano sugli stessi intervalli spaziali. Solo nel caso di un singolo corpo che subisce delle forze che agiscono per la stessa durata di tempo il risultato è indipendente dall’ordine.
Quest’ultima caratteristica implica che il terzo principio della dinamica non ha alcuna conseguenza sul comportamento dell’energia cinetica in quanto la somma dei lavori delle forze interne di un sistema può assumere un valore qualunque, non deve essere necessariamente zero come invece accade per l’impulso totale. Ciò comporta che in qualunque condizione l’energia cinetica viene modificata solo dalla natura delle forze (che possono essere tali da conservare, aumentare o diminuire l’energia cinetica dei corpi su cui agiscono), indipendentemente da se tali forze originino dall’esterno o dall’interno del sistema.
Confronto tra le due grandezze
Da quanto detto sopra dovrebbe emergere chiaramente la grande differenza tra le due grandezze, anche se le formule che le definiscono sembrano molto simili.
La quantità di moto descrive sostanzialmente lo stato di moto complessivo di un sistema, qualunque processo meccanico che non modifica il moto complessivo di un sistema (anche se cambia tantissimo lo stato meccanico del sistema) non influenza la quantità di moto: una bomba prima dell’esplosione possiede esattamente la stessa quantità di moto complessiva di tutti i suoi frammenti dopo l’esplosione, in quanto l’esplosione avviene per effetto di forze interne.
L’energia cinetica descrive quanta capacità ha un sistema di corpi (o un corpo isolato) di influenzare lo stato meccanico di altri sistemi (o altri corpi isolati), senza tuttavia poterci dire, da sola (principalmente per il fatto di essere una grandezza scalare), come avverrà questa influenza, perché l’effetto complessivo che si avrà nell’interazione dipenderà anche da altri fattori, in particolare come si esplicheranno le forze che trasferiranno energia cinetica da un sistema all’altro.
Quindi una descrizione completa sugli effetti di interazione tra due sistemi (o due corpi) si possono avere solo considerando il comportamento di entrambe le grandezze, in quanto diverse e complementari.