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Instituto de Física – UFRJ
Relatório de Física Experimental 1 - REMOTO
	Turma: ENU1 (14758)
Aluna A: Ana Beatriz Alves Salvador
DRE:121049963
Experimento 4: Sistema de partículas – Colisões
Parte I: preparação para a experiência:
Questão I-
Altura H = (1,8000 ±0,001) m
Em tal experimento, analisamos a queda de diferentes moedas - R$1,00, R$0,50 e R$0,05 - de uma altura de
1,80m. Na queda livre, os corpos são abandonados com certa altura e acelerados pela gravidade em direção ao
solo, no entanto, desconsidera-se o efeito da resistência do ar. Nesse tipo de movimento, o tempo de queda dos
objetos não depende de sua massa e/ou tamanho e sim da altura em que foram soltos e do módulo da aceleração
da gravidade. Portanto, podemos concluir que o tamanho das moedas não influencia nessa estimativa, já que a
altura e sua incerteza é a mesma utilizada nas medições pelas integrantes do grupo.
Altura H = (1,8000 ±0,001) m
Em tal experimento, analisamos a queda de diferentes moedas - R$1,00, R$0,50 e R$0,05 - de uma altura de
1,80m. Na queda livre, os corpos são abandonados com certa altura e acelerados pela gravidade em direção ao
solo, no entanto, desconsidera-se o efeito da resistência do ar. Nesse tipo de movimento, o tempo de queda dos
objetos não depende de sua massa e/ou tamanho e sim da altura em que foram soltos e do módulo da aceleração
da gravidade. Portanto, podemos concluir que o tamanho das moedas não influencia nessa estimativa, já que a
altura e sua incerteza é a mesma utilizada nas medições pelas integrantes do grupo.
Altura H = (1,8000 ±0,001) m
Em tal experimento, analisamos a queda de diferentes moedas - R$1,00, R$0,50 e R$0,05 - de uma altura de
1,80m. Na queda livre, os corpos são abandonados com certa altura e acelerados pela gravidade em direção ao
solo, no entanto, desconsidera-se o efeito da resistência do ar. Nesse tipo de movimento, o tempo de queda dos
objetos não depende de sua massa e/ou tamanho e sim da altura em que foram soltos e do módulo da aceleração
da gravidade. Portanto, podemos concluir que o tamanho das moedas não influencia nessa estimativa, já que a
altura e sua incerteza é a mesma utilizada nas medições pelas integrantes do grupo.
Altura H = (1,8000 ±0,001) m
Em tal experimento, analisamos a queda de diferentes moedas - R$1,00, R$0,50 e R$0,05 - de uma altura de
1,80m. Na queda livre, os corpos são abandonados com certa altura e acelerados pela gravidade em direção ao
solo, no entanto, desconsidera-se o efeito da resistência do ar. Nesse tipo de movimento, o tempo de queda dos
objetos não depende de sua massa e/ou tamanho e sim da altura em que foram soltos e do módulo da aceleração
da gravidade. Portanto, podemos concluir que o tamanho das moedas não influencia nessa estimativa, já que a
altura e sua incerteza é a mesma utilizada nas medições pelas integrantes do grupo.
Altura H = (1,8000 ±0,001) m
Em tal experimento, analisamos a queda de diferentes moedas - R$1,00, R$0,50 e R$0,05 - de uma altura de
1,80m. Na queda livre, os corpos são abandonados com certa altura e acelerados pela gravidade em direção ao
solo, no entanto, desconsidera-se o efeito da resistência do ar. Nesse tipo de movimento, o tempo de queda dos
objetos não depende de sua massa e/ou tamanho e sim da altura em que foram soltos e do módulo da aceleração
da gravidade. Portanto, podemos concluir que o tamanho das moedas não influencia nessa estimativa, já que a
altura e sua incerteza é a mesma utilizada nas medições pelas integrantes do grupo.
Esse experimento tem o intuito de analisar as leis da física que envolvem as propriedades da colisão entre duas partículas(carrinhos) em um sistema unidimensional. Para então realizar o experimento admitiu-se que a situação reproduzida no experimento dos carrinhos sobre o trilho de ar possui forças externas nula, sendo assim atrito é desprezível.
Numa colisão elástica tem-se que a energia cinética antes e depois do choque é a mesma, possuindo a característica de conservação da energia cinética. Já em uma colisão inelástica a energia cinética antes e depois possui valores diferentes, visto que parte da energia é dissipada em outras formas de energia como a sonora, por exemplo. Além disso numa colisão perfeitamente inelástica os corpos passam a andar juntos após a colisão, já na elástica o fenômeno é o contrário.
As grandezas que envolvem a colisão são velocidade, massa, energia cinética e momento linear. Em uma colisão inelástica a velocidade e energia cinética não são conservados, visto que após a colisão há energia dissipada e a velocidade se altera.
Parte II: procedimento experimental
Questão I:
Para realizar o experimento o filme analisado foi o disponibilizado pelo Instituto de Física da UFRJ por meio do AVA. Sendo assim, o vídeo foi analisado no programa Tracker, no qual definiu-se o comprimento do trilho de 200cm, como foi definido pelo roteiro, com auxílio do ‘’bastão de medição’’. Para seguir a sugestão do roteiro foi definido um intervalo de 3 frames a fim de pegar 0,1s para cada marcação de ponto de massa; usando esses intervalos então foram marcados totais de 24 pontos, onde metade são antes da colisão e a outra metade depois. O erro da posição foi medido utilizando a ‘’fita métrica’’. A posição do centro de massa nas posições e o erro de posição foram definidos com um zoom de 400%, sendo que dada a referência fornecida pela apostila de 200% possui um erro da ordem de 3mm, então o erro de 400% é de 6mm.
Após a coleta dos dados no Tracker, o Qtiplot foi utilizado a fim de elaborar o gráfico da posição pelo tempo no momento antes, durante e pós colisão. O programa também fornece a velocidade e incerteza de ambos os carrinhos antes e depois da colisão, além também do centro de massa caso seja fornecido ao programa as devidas informações.
Questão II:
A massa utilizada para os carinhos foram os fornecidos pelo roteiro do experimento sendo Ma=(289,5+-,0,2)g e Mb=(189,4+-0,2)g.
Questão III 
	 
	massa_A
	massa_A
	massa_B
	massa_B
	t(s)
	posição(cm)
	incerteza posição(cm)
	posição(cm)
	incerteza posição(cm)
	1,3
	52,9
	1
	104,8
	0,1
	1,4
	55,6
	1
	105,0
	0,1
	1,5
	57,9
	1
	104,7
	0,1
	1,6
	60,7
	1
	104,4
	0,1
	1,7
	63,4
	1
	104,7
	0,1
	1,8
	65,6
	1
	104,6
	0,1
	1,9
	68,5
	1
	104,4
	0,1
	2,0
	70,9
	1
	104,6
	0,1
	2,1
	73,8
	1
	104,4
	0,2
	2,2
	76,1
	1
	104,8
	0,0
	2,3
	79,0
	1
	104,7
	0,1
	2,4
	82,0
	1
	105,0
	0,1
	2,5
	84,1
	0,7
	105,2
	0,6
	2,6
	85,5
	0,8
	106,5
	0,8
	2,7
	87,2
	0,9
	108,1
	0,9
	2,8
	88,9
	0,7
	109,8
	0,9
	2,9
	90,4
	0,9
	111,5
	0,9
	3,0
	92,2
	0,8
	113,2
	0,9
	3,1
	93,9
	0,9
	115,1
	0,9
	3,2
	95,7
	0,8
	116,8
	0,8
	3,3
	97,4
	0,8
	118,4
	0,8
	3,4
	99,0
	0,9
	120,1
	1,0
	3,5
	100,7
	0,7
	122,1
	0,7
	3,6
	102,1
	0,85
	123,5
	0,9
Questão IV:
Fórmulas utilizadas para propagação da incerteza:
Parte III: Análise de Dados
Questão I
O instante de colisão é o de 2,5 segundos
No gráfico de papel milimetrado foi ainda incluso o centro de massa a fim apenas de observação da aluna para compreensão do fenômeno que ocorre no experimento.
Questão II:
Questão III:
O momento linear se conserva quando o somatório das forças externas atuantes no sistema é nulo, sendo que como proposto pelo experimento não teriam forças externas na colisão, então vai haver a conservação do momento linear.
	 
	Velocidade inicial
	Velocidade Final
	Massas
	carrinho a
	(26,1+-0,7)cm/s
	(16,7+-0,8)cm/s
	(289,5+-0,2)g
	carrinho b
	(0,04+-0,08)cm/s
	(17,0+-0,1)cm/s
	(189,4+-0,2)g
	
	
	
	
	 
	Momento linear antes(P)
	Momento linear depois (P)
	 
	carrinho a
	(7555,9+-202,7)cm.g/s
	(4834,6+-231,6)cm.g/s
	 
	carrinho b
	(7,6+-15,2)cm.g/s
	(3219,8+-19,2)cm.g/s
	 
	sistema
	(7563,5+-203,2)cm.g/s
	(8054,4+-232,4)cm.g/s
	 
Foi calculado a compatibilidade entre os valores antes e depois, encontrando q eles são compatíveis e que houve uma diferença de perda de 6% que pode ter sido provocada por erros durante o experimento até mesmo na hora de encaixar os carrinhos entre si.
Questão IV:
Como foi analisado uma colisão inelástica, há energiadissipada, sendo assim a conservação da energia cinética não ocorre.
	 
	Energia cinética antes (K)
	Energia cinética depois (K)
	carrinho a
	(98605,1+-5287,8)g.cm^2/s^2
	(40369,3+-3866,5) g.cm^2/s^2
	carrinho b
	(0,2+-0,6) g.cm^2/s^2
	(27368,3+-323,3) g.cm^2/s^2
	sistema
	(98605,3+-5287,8) g.cm^2/s^2
	(67737,6+-3880,0) g.cm^2/s^2
Assim calculamos a porcentagem de perda da energia cinética obtendo uma porcentagem de 31% de perda, sendo esse um valor considerável 
Ainda calculamos a compatibilidade desses valores obtendo que eles não são compatíveis confirmando que não houve a conservação da energia cinética
Questão V:
	 
	velocidade centro de massa
	Energia cinética centro de massa
	
	antes
	(15,9+-0,5)cm/s
	(60535,3+-3807,3)g.cm^2/s^2
	
	depois
	(16,8+-0,7)cm/s
	(67582,4+-5631,9)g.cm^2/s^3
	
	 
	Energia cinética antes (K)
	Energia cinética depois (K)
	Energia Dissipada
	sistema
	(98605,3+-5287,8) g.cm^2/s^2
	(67737,6+-3880,0) g.cm^2/s^2
	(30867,7+-6558,6) g.cm^2/s^2
	Ma+Mb
	
	
	
	(478,9+-0,3)g
	
	
	
Tabela com dados obtidos durante o experimento
Comparando os valores, a energia cinética após a colisão ficou muito próxima e compatível com a energia cinética do centro de massa, podendo então se afirmar que essa colisão foi completamente inelástica.
Parte IV:
Questão I:
A aluna B encontrou uma energia total dissipada de 27% e a aluna A encontrou uma energia dissipada de 31%, sendo que o cálculo entre a compatibilidade das energias dissipadas deu que elas foram compatíveis. Sendo assim os dados obtidos pelas alunas são compatíveis entre si.
Informações adicionais:
Valores obtidos no Qtiplot para velocidade e suas incertezas:
	Carrinho b antes:
A (slope) = 3,545145768468663e-02 +/- 8,474834126575527e02
	Carrinho b depois:
A (slope) = 1,701690821256038e+01 +/- 8,512565307587487e02
Carrinho a antes:
	A (slope) = 2,612460089613909e+01 +/- 6,793267258949450e-01
Carrinho a depois
	A (slope) = 1,669580419580420e+01 +/- 8,362420100070909e-01
Centro de massa antes
	A (slope) = 1,590695833180356e+01 +/- 5,145596112433966e-01
Centro de massa depois
	A (slope) = 1,684218924204188e+01 +/- 6,507713230211781e-01
	
Registro fotográfico do uso do Tracker:
Os demais registros fotográficos do experimento já foram colocados pelo relatório.