Momento e Colisões Laboratório 5 fisica experimental UNIFEI

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Universidade Federal de Itajubá 
 
 
 
Física Experimental: Momento e Colisões Laboratório 4 
Prof. Carla Patrícia Lacerda Rubinger. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Itajubá - 2021 
 
 
 
 
Universidade Federal de Itajubá 
https://sig.unifei.edu.br/sigaa/public/RedirectDocente?login=/02731187654
 
 
Camila Silva Pereira – 2021032369 
Diogo Henrique Ribeiro De Toledo – 2021008523 
Maria Denize Dias Pinto – 2021006921 
Mônica Suelen Dos Santos Ribeiro – 2021033123 
Nathália Évellyn Ribeiro Rosa – 2021021759 
Pedro Paulo Alves Martins - 2021012203 
 
 
 
 
4º Relatório de física experimental 
Momento e colisões. 
 
 
 
 
 
Relatório submetido à profª. Carla Patrícia Lacerda Rubinger, 
como requisito parcial para a aprovação na disciplina de Física 
 experimental do curso de graduação em Engenharia. 
 
 
Itajubá - 2021 
 
 
 
 
 
 
RESUMO 
 
 
Este relatório apresenta um estudo a respeito de momento e colisões, onde os 
experimentos foram realizados no Instituto de Física & Química da UNIFEI (Universidade 
Federal de Itajubá). A análise dos resultados obtidos através das colisões leva a um maior 
entendimento prático dos efeitos que ocorrem quando há interação e choque entre dois 
corpos. A fim de entender a conservação do momento em colisões, foram feitas experiências 
envolvendo dois carrinhos, A e B, que colidem um contra o outro. A aquisição de dados foi 
colhida no laboratório UNIFEI, e utilizou-se dos programas “Tracker” e “SciDAVis” para a 
criação das tabelas e contas referente a elas, além da utilização de molas e ímãs para provocar 
a movimentação dos carrinhos. De acordo com os resultados obtidos, pôde-se observar com 
maior clareza o que houve com os carrinhos e um estudo mais aprofundado da conservação, 
transformação ou ainda perda de energia, seja ela cinética, potencial ou térmica, para o 
ambiente, e a observação dos eventos cinemáticos presentes. 
 
 
Palavras- chave: Momento e Colisão. Conservação. Grandezas cinemáticas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
 
1- INTRODUÇÃO 5 
2-OBJETIVOS 6 
3- MATERIAIS UTILIZADOS 6 
4- METODOLOGIA 7 
5- DESENVOLVIMENTO 8 
6- DISCUSSÃO 10 
7- CONCLUSÃO 11 
8-REFERÊNCIAS 12 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
 Colisões ocorrem com frequência na natureza e geralmente são de difíceis análises, pois o 
tempo de interação é curto entre os corpos e há grande complexidade na colisão, podendo 
envolver deformação no corpo e mais de um tipo de força ou transferência de energia. 
Existem diferentes tipos de colisão, quando, por exemplo, dois corpos se chocam e continuam 
o movimento unidos, chamamos de choque inelástico, neste caso, embora a quantidade de 
movimento se conserve, existe uma significativa perda de energia cinética. Se o choque 
ocorre sem deformações permanentes, pode ser classificado como choque elástico, neste 
caso existe a conservação da quantidade de movimento bem como da energia cinética. 
Existem ainda os choques parcialmente elásticos, que abrangem toda a gama de 
possibilidades entre os extremos do choque elástico e do inelástico. 
A quantidade de movimento ou momento para análise destas interações rápidas é ideal, pois 
além de quantificar o estado cinemático do corpo ou partícula, é uma grandeza conservada na 
ausência de forças externas, independentemente do tipo de colisão. Representada por uma 
grandeza vetorial determinada pela massa do corpo multiplicada pelo seu vetor velocidade. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2. OBJETIVOS 
 
- Observar e medir a conservação do momento em colisões; 
 - Analisar grandezas cinemáticas em dois tipos de colisões; 
 - Efetuar medidas primárias de deslocamento e tempo; 
 - Calcular medidas secundárias de velocidade, momento e energia; 
- Construir e analisar gráficos de grandezas cinemáticas; 
- Calcular o centro de massa de um sistema colisional em movimento. 
 
 
 
 
 
3. MATERIAIS UTILIZADOS 
 
- Trilho de ar metálico de 2 m, com compressor de ar e impulsionador; 
 - Carrinhos (2) metálicos para o trilho (elementos de movimento); 
- Molas, ímãs e marcador (disco amarelo), para acoplar aos carrinhos; 
 - Câmera com amostragem mínima de 30 quadros/segundo e suporte; 
 - Computador com programas “Tracker” e “SciDAVis” instalados; 
 - 100g de lastro (2 massas de 50g) para um dos carrinhos; 
- Balança Digital. 
 
 
 
 
 
 
 
 
4. METODOLOGIA 
 
 
4.1 Calculou-se a princípio a massa dos carrinhos A e B 
Massa do carrinho A - “mA”=312,4 g 
Massa do carrinho B - “mB”=224,0 g 
 
 
4.2 A primeira colisão se deu nas extremidades pelos carrinhos A e B com a mola. Ligou-se o 
compressor de ar, posicionou o carrinho “A” no centro do trilho (estático, porém permitindo 
um leve movimento), e o carrinho “B” na extremidade do trilho, junto ao impulsionador. 
 
 
4.3 Foi feito uma segunda colisão também pelas extremidades com a mola, porém com os 
carrinhos “A” e “B” com as posições trocadas. 
 
 
4.4 Para a realização da terceira e quarta colisão, foi repetido os processos anteriores com os 
carrinhos se chocando pela extremidade, porém desta vez, com imãs ao invés das molas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5. DESENVOLVIMENTO 
 
5.1 Ao longo do experimento, foi anotado os dados das colisões. 
 
Colisão VAi (m/s) VAf(m/s) VBi (m/s) VBf (m/s) 
1 -0,000020 ± 
0,000005 
0,2739 ± 
 0,0002 
0,296 ± 
0,001 
0,04890 ± 
0,00002 
2 0,2910 ± 
0,0009 
0,05184 ± 
0,00002 
0,000300 ± 
0,000008 
0,35000 ± 
0,00042 
3 -0,0005200 ± 
0,0000001 
0,19839 ± 
0,00007 
0,512 ± 
0,001 
0,19240 ± 
0,00008 
4 0,2704 ± 
0,0004 
0,14459 ± 
0,00006 
0,00004000 ± 
0,00000001 
0,1431 ± 0,0001 
Tabela 1 - Dados iniciais dos experimentos. Fonte - labifisica-coliso.pdf 
 
 
5.2 Calculou-se as medidas do momento total e da energia cinética total, antes e depois da 
colisão. 
Momento inicial do carrinho A- “PAi” 
Momento final do carrinho A- “PAf” 
Momento inicial do carrinho B- “PBi” 
Momento final do carrinho B- “PBf” 
Colisão PAi (kg) PAf (kg) PBi (kg) PBf (kg) 
1 -0,000006 ± 
 0,249998 
0,08556636 ± 
0,02812019 
0,066304 ± 
0,032978 
0,0109536 ± 
0,0052989 
 2 0,0909084 ± 
0,0321927 
0,016194816 ± 
0,005569802 
0,0000672 ± 
 0,0266966 
0,0784 ± 
0,0362 
3 -0,000162448 ± 
0,000140307 
0,061977036 ± 
0,020191840 
0,114688 ± 
0,053153 
0,0430976 ± 
0,0196558 
4 0,08447296 ± 
0,02851928 
0,045169916 ± 
0,014873966 
0,0000089 ± 
0,0002540 
0,0320544 ± 
 0,0150088 
Tabela 2 - Momento inicial e final das colisões. Fonte - própria 
 
 
 
 
 
 
Com os dados da tabela acima, calculou-se o Momento inicial total e o Momento final total. 
Colisão 
 
Momento Inicial total (kg) Momento final total (kg) 
1 0,066297752 ± 
0,527369124 
0,09651996 ± 
0,19564604 
2 0,0909756 ± 
0,1943259 
0,94594816 ± 
0,25079207 
3 0,114525552 ± 
0,142590841 
0,105074636± 
0,26983129 
4 0,08448192 ± 
0,20831048 
0,077224316 ± 
0,123542753 
Tabela 3 - Medidas do momento total das colisões. Fonte - própria 
 
Energia cinética antes da colisão do carrinho A- “KAi” 
Energia cinética depois da colisão do carrinho A- “KAf” 
Energia cinética antes da colisão do carrinho B- “KBi” 
Energia cinética depois da colisão do carrinho B- “KBf” 
 
Colisão KAi (J) KAf (J) KBi (J) KBf (J) 
1 0 0,011718313 ± 
0,004481254 
0,009812992 ± 
0,007759178 
0,000267816 ± 
0,000528558 
2 0,013227172 ± 
0,004251232 
0,00041977 ± 
0,00052017 
1,008E-08 ± 
0,0266666 
0,01372 ± 
0,00732 
3 4,22365E-08 ± 
1,730769244 
0,006147812 ± 
 0,002320769 
0,029360128 ± 
0,01506032 
0,004145989 ± 
0,002266688 
4 0,011420744 ± 
0,003656177 
0,003265559 ± 
0,001460279 
1,792E-10 ± 
0,000250 
0,002293492 ± 
0,001722692 
Tabela 4 - Energia cinética antes e depois das colisões. Fonte - própria 
 
Com os dados da tabela 4, foi possível calcular a energia cinética total antes e após as 
colisões e construiu- se uma tabela disposta abaixo: 
Colisão Energia Cinética total 
antes da colisão (J) 
Energia Cinética total 
depois da colisão (J) 
Tipo de colisão 
1 0,009812992 ± 
0,504461350 
0,011986129 ± 
0,091037008 
Elástica 
2 0,013227182 ± 
0,069075349 
0,01413977 ± 
0,18436830 
Elástica 
3 0,02936017 ± 
1,31646876 
0,010293801 ± 
0,131632113 
Perfeitamente inelástica 
4 0,011420744 ± 
0,071529418 
0,005559051 ± 
0,044415004 
Perfeitamente inelástica. 
Tabela 5 - Energia cinética total, antes e depois da colisão. Fonte - própria. 
 
 
 
6. DISCUSSÃO 
 
 
Disserte sobre cada colisão, observando as quantidades calculadas, antes e após a colisão. 
Verifique quais as que se conservam e como isto está associado ao tipo de colisão envolvida 
 
Teoricamente, a quantidade de momento e a energia cinética devem ser conservadas. 
Essa propriedade é assegurada quando se despreza o efeito de forças dissipativas. Entretanto, 
ainda que os valores obtidos no experimento se aproximem dos ideais, os resultados 
apresentam leves desvios, mostrando que parte da energia presente nos corpos foi dissipada. 
Assim, a primeira colisão é classificada como elástica, pois, antes e após o choque, a 
quantidade de momento e a energia cinética são conservadas. Por esse motivo, é possível 
concluir que após a batida o carrinho B, que estava em movimento, perdeu velocidade e o 
carrinho A, que estava em repouso, adquiriu a velocidade do carrinho B. Isso é possível ser 
deduzido pois as massas dos objetos são parecidas. 
A mesma conclusão pode ser apresentada para a segunda colisão na qual a energia 
cinética é conservada. Contudo, o que altera é que após a batida, o carrinho A, que estava em 
movimento, perdeu velocidade e o carrinho B, que estava em repouso, adquiriu a velocidade 
do carrinho A. 
Na 3ª colisão considerando os valores das tabelas de Energia cinética total e Medidas 
do momento total das colisões, conclui-se que quase não há variação do momento total, 
portanto pode-se dizer que houve conservação. Diferentemente, a energia cinética total não se 
conservou como na primeira colisão. Isso pode ser explicado porque após a colisão, os 
carrinhos A e B se uniram e se comportaram como um único corpo em movimento possuindo 
a mesma velocidade final. 
Para a quarta e última colisão, os resultados se assemelham com os da terceira colisão 
logo acima, em que os carrinhos acabam por possuir as velocidades finais equivalentes, ou seja, 
comportamento de uma colisão perfeitamente inelástica. A troca de lugar entre o carrinho A 
com o B, pelo mesmo motivo indicado anteriormente, não ocasiona maiores divergências nos 
resultados quantitativos ou de comportamento já que suas massas são parecidas, produzindo o 
mesmo efeito, sendo um ou o outro o portador inicial de velocidade, energia cinética, antes da 
colisão. 
 
 
 
 
 
 
7. CONCLUSÃO 
 
 
Ao finalizar o presente relatório, pode-se alcançar todos os objetivos propostos 
inicialmente. Foram efetuadas as análises das grandezas cinemáticas envolvidas nas colisões, 
possibilitando desta forma, uma melhor compreensão das medidas primárias de deslocamento 
e tempo. Ademais, realizou-se os cálculos das medidas secundárias de velocidade, momento 
e energia, além da construção de gráficos, tornando o estudo mais claro e didático. 
Concluiu-se então com o presente relatório, possibilitado pelos experimentos 
realizados, que os dados experimentais apresentam pequenos desvios, indicando também os 
corpos que conservaram a energia cinética e aqueles que sofreram sua perda. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8-REFERÊNCIAS 
 
Para a realização desse relatório, foi utilizado o material fornecido pela docente de física 
experimental, da Universidade Federal de Itajubá Carla Patrícia Lacerda Rubinger, enviado 
através da plataforma SIGAA. 
 
SILVA, Domiciano Correa Marques da. "Colisões "; Brasil Escola. Disponível em: 
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/colisoes.htm. Acesso em 03 de novembro de 2021.