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Colisões
Física
2o bimestre – Aula 14
Ensino Médio
1a
SÉRIE
2024_EM_V1
Trabalho e energia.
Analisar os tipos de colisão a partir do princípio de conservação da quantidade de movimento.
Conteúdo
Objetivo
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O que você observa no gif a seguir? O que a bola branca transfere às outras no momento do choque? Como você descreveria fisicamente uma colisão?
5 MINUTOS
Virem e conversem
Bolas de bilhar colidindo
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Para começar
Os choques mecânicos, ou colisões, são situações em que se sistematiza o estudo da conservação da quantidade de movimento em função de suas características
Há dois tipos de colisão:
Colisões frontais – aquelas em que os corpos estão se movimentando na mesma direção antes e após a colisão.
Colisões oblíquas – aquelas em que a direção do movimento é alterada após o choque.
Colisões
Continua...
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Foco no conteúdo
Entre as colisões frontais, podemos classificá-las a partir da energia cinética.
Perfeitamente elástica – são aquelas nas quais os corpos se separam após a colisão conservando a energia cinética total do sistema.
Parcialmente elásticas – aquelas nas quais os corpos se separam após a colisão e não há conservação de energia cinética do sistema.
Inelásticas – aquelas nas quais os corpos seguem juntos, grudados, após a colisão e não há conservação de energia cinética do sistema.
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Foco no conteúdo
É possível sistematizar se há conservação de energia em uma colisão e qual é o tipo de colisão a partir de uma grandeza adimensional chamada coeficiente de restituição e que é expresso pela razão das velocidades relativas de aproximação e de afastamento dos corpos em situação de colisão. Assim:
Coeficiente de restituição
Os valores obtidos a partir do coeficiente de restituição nos auxiliam a identificar o tipo de colisão:
 Colisão perfeitamente elástica
 Colisão inelástica
 Colisão parcialmente elástica
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Foco no conteúdo
Velocidade relativa
Quando objetos se deslocam em sentidos opostos, a velocidade relativa entre eles é a soma dos módulos de cada velocidade.
Quando objetos se deslocam no mesmo sentido, a velocidade relativa entre eles é a diferença dos módulos de cada velocidade.
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Foco no conteúdo
Colisão perfeitamente elástica
Esse tipo de colisão é o de análise mais simples, uma vez que as velocidades de aproximação e afastamento são iguais. Portanto, o coeficiente de restituição 
Nesse tipo de colisão, há a conservação da quantidade de movimento:
Há a conservação da energia cinética:
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Foco no conteúdo
Colisão parcialmente elástica
Neste tipo de colisão, a velocidade relativa de aproximação é maior que a de afastamento, assim há perda de energia cinética e .
Nesse tipo de colisão, há a conservação da quantidade de movimento:
Há a perda de parte da energia cinética após a colisão:
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Foco no conteúdo
Colisão inelástica
Nesse tipo de colisão, a velocidade relativa de afastamento é nula, assim há perda de energia cinética e .
Nesse tipo de colisão, há a conservação da quantidade de movimento:
Há a perda de parte da energia cinética após a colisão:
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Foco no conteúdo
(UERJ) Um homem de 70 kg corre ao encontro de um carrinho de 30 kg, que se desloca livremente. Para um observador fixo no solo, o homem se desloca a 3,0 m/s e o carrinho, a 1m/s, no mesmo sentido. 
Após alcançar o carrinho, o homem salta para cima dele, passando ambos a se deslocar, segundo o mesmo observador, com velocidade estimada de:
a).
b).
c).
e).
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Na prática
(UERJ) Um homem de 70 kg corre ao encontro de um carrinho de 30 kg, que se desloca livremente. Para um observador fixo no solo, o homem se desloca a 3,0 m/s e o carrinho, a 1m/s, no mesmo sentido. 
Após alcançar o carrinho, o homem salta para cima dele, passando ambos a se deslocar, segundo o mesmo observador, com velocidade estimada de:
a).
b).
c).
e).
Como após o encontro, os corpos seguem o movimento juntos, para a mesma direção, mesmo sentido e com a mesma velocidade final, temos que:
Correção
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Na prática
Para aprofundar seus conhecimentos sobre conservação da quantidade de movimento no contexto das colisões, acesse o simulador virtual “Laboratório de colisões”. Nesse simulador, você pode experimentar colisões em uma dimensão, duas dimensões e colisões inelásticas. É possível alterar as massas dos corpos colidindo, bem como visualizar os vetores de quantidade de movimento e os valores de energia e velocidade, por exemplo.
Laboratório de colisões
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Aplicando
Aprendemos que existem dois tipos de colisão conforme a direção de movimento após o choque;
Verificamos o coeficiente de restituição de cada colisão;
Relembramos o conceito de velocidade relativa;
Verificamos as colisões elástica, parcialmente elástica e inelástica.
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O que aprendemos hoje?
Slide 3 – Getty Images. Disponível em: https://www.gettyimages.com.br/detail/v%C3%ADdeo/billiards-snooker-imagens-de-arquivo/1486113106?adppopup=true. Acesso em: 5 abr. 2024.
Slide 7 – Slide Player. Disponível em: https://slideplayer.com.br/slide/12709868/. Acesso em: 5 abr. 2024. 
Slides 8, 9 e 10 – Mundo Educação. Disponível em: https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/colisoes-elasticas-inelasticas.htm. Acesso em: 5 abr. 2024. 
Slide 13 – https://phet.colorado.edu/sims/html/collision-lab/latest/collision-lab_all.html?locale=pt_BR 
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Referências
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