Buscar

10 Atividade Colisoes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Prévia do material em texto

UENF/LCFIS Laboratório de Física Geral I
COLISÕES ELÁSTICAS E INELÁSTICAS
Introdução
Neste experimento estudaremos a conservação de momento linear em colisões elásticas (com 
conservação da energia cinética) e em colisões inelásticas (sem conservação de energia cinética), 
para um sistema composto de dois corpos móveis em movimento retilíneo.
O momento linear, ou quantidade de movimento, de um corpo é definido como o produto da sua 
massa pela sua velocidade, p = mv.
Sendo m1, v1i e v1f a massa, a velocidade inicial e a velocidade final do primeiro corpo, 
respectivamente, e m2, v2i e v2f a massa, a velocidade inicial e a velocidade final do segundo, o 
princípio da conservação do momento linear pode ser escrito como:
m1v1i + m2v2i = m1v1f + m2v2f 
No caso de uma colisão unidimensional, podemos considerar apenas os módulos e o sinal das 
velocidades, assim não precisaremos da notação vetorial. Neste experimento vamos tratar do caso 
em que o segundo móvel está inicialmente parado, de forma que v2i = 0.
Podemos considerar dois casos:
1. Colisões elásticas, com alvo parado. 
Neste caso, a conservação do momento linear fornece a primeira equação:
m1v1i = m1v1f + m2v2f 
e a conservação de energia cinética fornece a segunda equação:
½ m1v1i2 = ½ m1v1f2 + ½ m2v2f2
Resolvendo estas duas equações podemos obter as velocidades finais dos carrinhos em função
da velocidade inicial:
v 1f=
m 1−m2
m 1+m 2
v 1i v 2f=
2m 1
m 1+m 2
v 1i 
 
2. Colisões perfeitamente inelásticas, com alvo parado.
Neste caso, os corpos permanecem unidos após o choque, e a conservação do momento linear
fornece a equação:
m1vi = (m1 + m2)Vf 
Vf=
m1
m1+m2
vi
Material necessário
• Trilho de ar;
• Nível de bolha;
• Compressor de ar;
• 2 carrinhos móveis;
• Acessórios para adaptar aos carrinhos: 2 pinos, sendo um com agulha e outro com massa de 
modelar; e 4 massas metálicas cilíndricas.
• 2 pares de fotogates PASCO e seus suportes.
• Cabos de conexão.
UENF/LCFIS Laboratório de Física Geral I
Procedimentos experimentais
1. Nivele bem o trilho. Em seguida ligue o ar comprimido e confira o nivelamento usando um carrinho 
deslizante sobre o colchão de ar.
2. Pese e anote as massas dos dois carrinhos, já com os seus acessórios anexados, denominando m 1 a 
massa do projétil, e m2 a massa do alvo; Meça também a massa M do grupo de 4 cilindros metálicos.
3. Com uma régua meça os comprimentos efetivos do carrinho projétil (L1) e do carrinho alvo (L2).
4. Para esta etapa, adotaremos a seguinte terminologia:
ti : tempo de interrupção do fotogate pela passagem do móvel m1, antes da colisão.
tf : tempo de interrupção do fotogate pela passagem do móvel m2, após a colisão.
Com um pequeno impulso, lance o projétil m1 sobre o alvo parado m2 e meça os intervalos de tempo ti e 
tf.
IMPORTANTE: Para o fotogate da PASCO utilize o modo GATE. O segundo fotogate deverá estar 
posicionado imediatamente após o carrinho alvo, para medir tf. Logo após a passagem dos carrinhos 
pelos fotogates, interrompa seus movimentos para evitar que estes passem novamente afetando as 
medidas.
5. Posicione o alvo parado, com o para-choque contendo massa de modelar em sua extremidade 
voltada para o projétil. Durante a colisão o pino do projétil deverá se encaixar na massa do para-
choque do alvo de maneira que eles fiquem engatados e prossigam com a mesma velocidade final.
6. Calcule as velocidades imediatamente antes e após o choque, utilizando os tempos dados pelos 
fotogates e os comprimentos medidos: vi = L1 / ti vf = L2 / tf
7. Adicione agora os 4 cilindros metálicos ao carro alvo, e anote o novo valor de m2 na linha 
correspondente a alvo pesado (m2 > m1) na tabela de resultados. Complete as medidas indicadas na 
tabela.
8. Meça agora as novas massas dos carrinhos, faça as medidas necessárias e preencha a linha 
correspondente da tabela.
TABELA DE RESULTADOS
m1 m2 L1 L2 ti tf vi Vf
m1 = m2
m1 ≠ m2
Com valores medidos, determine o momento linear total do sistema antes da colisão (P i) e após a 
colisão (Pf), bem como a energia cinética do sistema antes e após a colisão (Eci e Ecf). 
Pi Pf Eci Ecf Pf – Pi Ecf - Eci
m1 = m2
m1 ≠ m2
Analise seus resultados (atenção para algarismos significativos e unidades) e responda as seguintes 
questões:
1 - Houve conservação de momento? Se não houve, qual a variação percentual do momento linear?
2 - Houve conservação de energia cinética? Se não houve, qual a variação percentual de energia?

Outros materiais