Roteiro Laboratorio Virtual de Colisao (1) (1)

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Disciplina: Física I
Professora: Marília Nascimento Oliveira Data:
Aluno (a):
Roteiro Laboratório Virtual de Colisão
OBJETIVO:
Experimentar e melhor compreender as colisões e a conservação do momento.
ABORDAGEM TEÓRICA:
"Em física, o termo conservação se refere a algo que não muda. Isto significa que a variável de uma
equação que representa uma grandeza conservada é constante ao longo do tempo. A variável tem o
mesmo valor antes e depois de um evento.
Existem muitas grandezas conservadas na física. Elas são muitas vezes úteis para se fazer
previsões de situações que de outra forma seriam muito complicadas. Na mecânica, existem três grandezas
fundamentais que são conservadas. Estas são momento, energia e momento angular. A conservação do
momento é usada principalmente para descrever colisões entre objetos.
Assim como em outros princípios de conservação, há um senão: a conservação do momento aplica
se somente a um sistema isolado de objetos. Neste caso um sistema isolado é aquele que não recebe
nenhuma força externa ao sistema, ou seja, não há nenhum impulso externo. O que isso significa, no
exemplo prático de uma colisão entre dois objetos, é que precisamos incluir ambos os objetos, e qualquer
outra coisa que aplique uma força em qualquer um dos objetos por algum período de tempo no sistema.
ΣQi = ΣQf
Qai +Qbi = Qaf +Qbf
• Colisões
Uma colisão elástica é uma colisão em que não há nenhuma perda líquida em energia cinética do sistema
como resultado da colisão. A quantidade de movimento e a energia cinética são grandezas conservadas
em colisões elásticas. Suponha que dois carrinhos semelhantes estão viajando em direção um ao outro
com velocidade igual. Eles colidem, ricocheteando um ao outro sem perda de velocidade. Esta colisão é
perfeitamente elástica, porque nenhuma energia foi perdida.
Uma colisão inelástica é uma colisão em que há uma perda de energia cinética. Enquanto a quantidade de
movimento do sistema é conservada em uma colisão inelástica, a energia cinética não é. Isto acontece
porque alguma energia cinética foi transferida para outra coisa. As opções prováveis são: energia térmica,
energia sonora e deformação do material.
Suponha que dois carrinhos semelhantes estão viajando um em direção ao outro. Eles colidem, mas como
estão equipados com engates magnéticos, eles se unem durante a colisão e tornam-se uma massa ligada.
Esse tipo de colisão é perfeitamente inelástica porque a energia cinética máxima possível foi perdida. Isso
não significa que a energia cinética final é necessariamente zero; a quantidade de movimento ainda deve
ser conservada. No mundo real a maioria das colisões é algo entre perfeitamente elástica e perfeitamente
inelástica.”
Fonte: https://pt.khanacademy.org/
COMEÇANDO:
• Acesse: http://phet.colorado.edu/en/simulation/collision-lab
• Clique: Play
• O Simulador de Colisões Virtuais vai abrir
• Selecione o botão Introduction na parte esquerda superior da tela.
• No painel verde com as opções clique em: Velocity Vectors, Momenta Vectors, Kinectic Energy e Show
Values
• Ainda no painel verde coloque Elasticity em 100%
• Clique no botão More Data que fica na parte inferior esquerda da tela.
• Deixar a posição dos móveis sempre em 1,0m e 2,0m respectivamente.
COLISÃO PERFEITAMENTE ELÁSTICA:
• Investigue o que acontece quando um objeto com maior massa bate em um objeto com menor massa
que esta parado.
o O que acontece com a velocidade do objeto de maior massa?
o O que acontece com a velocidade do objeto de menor massa que estava parado?
• Investigue o que acontece quando um objeto com menor massa bate em um objeto com maior massa
que esta parado.
o O que acontece com a velocidade do objeto de menor massa?
o O que acontece com a velocidade do objeto de maior massa que estava parado?
Complete as tabelas abaixo atribuindo os valores informados na simulação e pressionando o botão play.
Object Mass (kg) Vinitial (m/s) Vfinal (m/s) Qinital (kg m/s) Qinal (kg
m/s)
Ec ( J )
1 1.20 1.50 Total Initial:
2 1.20 -1.80 Total Final:
A conservação de energia ocorre nessa colisão? E a conservação do momento? Demonstre a
conservação (ou não) do momento utilizando cálculo.
Object Mass (kg) Vinitial (m/s) Vfinal (m/s) Qinital (kg m/s) Qfinal (kg
m/s)
Ec ( J )
1 2.40 1.30 Total Initial:
2 4.80 0.0 Total Final:
A conservação de energia ocorre nessa colisão? E a conservação do momento? Demonstre a
conservação (ou não) do momento utilizando cálculo.
COLISÃO PERFEITAMENTE INELÁSTICA:
Defina a configuração de elasticidade no painel verde do canto superior direito para 0%. Atribua os valores
informados na simulação, pressione o botão play e complete a tabela.
Object Mass (kg) Vinitial (m/s) Vfinal (m/s) Qinital (kg m/s) Qfinal (kg
m/s)
Ec ( J )
1 1.20 1.50 Total Initial:
2 1.20 -1.80 Total Final:
A conservação de energia ocorre nessa colisão? E a conservação do momento? Demonstre a
conservação (ou não) do momento utilizando cálculo.
Object Mass (kg) Vinitial (m/s) Vfinal (m/s) Qinital (kg m/s) Qfinal (kg m/s) Ec ( J )
1 2.40 1.30 Total Initial:
2 4.80 0.0 Total Final:
A conservação de energia ocorre nessa colisão? E a conservação do momento? Demonstre a
conservação (ou não) do momento utilizando cálculo.