Colisões Inelásticas Pêndulo Balístico

Prévia do material em texto

CENTRO UNIVERSITÁRIO NEWTON PAIVA
 CAMPUS BURITIS 
 FACULDADE DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS
 CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA
Anderson Carlos Teodoro Silva
Arnon Francisco Souza Lima
Augusto Drumond de Menezes
Felipe Debian Andrade
Vítor Paolucci Xavier
Sala nº. 204 
 
 
 
 
 
COLISÕES INELÁSTICAS
Pêndulo Balístico
 
 
 
 
Belo Horizonte
2010.1
Anderson Carlos Teodoro Silva
Arnon Francisco Souza Lima
Augusto Drumond de Menezes
Felipe Debian Andrade
Vítor Paolucci Xavier
 
COLISÕES INELÁSTICAS
Pêndulo Balístico
 
Artigo apresentado ao Curso de Engenharia Mecânica, do Centro Universitário Newton Paiva, 3º período.
 
Orientador: Professora Lúcia Batista  
 
 			
Belo Horizonte
2010.1
Resumo
Uma colisão inelástica é aquela onde não é conservada a Energia Cinética do sistema de corpos que colidem, após o choque ambos os corpos seguem juntos, como um único corpo com a massa igual à soma das massas de todos os corpos antes do choque. O pêndulo balístico é usado para determinar a velocidade do projétil medindo o ângulo de desvio do pêndulo depois que a bala foi incrustada nele. 
Palavras-Chave: Conservação, energia, força, projétil.
Abstract
An inelastic collision is one where it is not kept on the Kinetic Energy 
system of colliding bodies, after the shock both bodies follow 
together as a single body with mass equal to the sum of the weights of all 
bodies before the collision. The ballistic pendulum is used to determine the 
projectile velocity by measuring the angle of deflection of pendulum after 
bullet was embedded in it.
Key words: Conservation, energy, power, projectile.
Introdução
O pêndulo balístico foi inventado em 1742, com o objetivo de medir velocidades de projéteis por meios de colisões inelásticas com um corpo de massa muito maior.
Sua maior aplicação foi em indústrias de armamentos, onde era medida a velocidade com que os projéteis lançados atingiam o alvo. Para se determinar esta velocidade usa-se a conservação do momento linear e da energia mecânica.
Desenvolvimento
O pêndulo balístico é equipamento usado para medir velocidade de projéteis balísticos. Um projétil de massa m, é atirado contra um bloco de massa M, o qual está suspenso por um fio. Usualmente M é assumido ser muito maior do que m. Como um resultado da colisão, o sistema pêndulo-projétil se move, como um pêndulo, a uma altura h.
Uma bola de golfe largada perderá mais de sua energia cinética e quicará até apenas 60% de sua altura de origem. Esta colisão é notadamente inelástica. Se você largar uma bola de massa de modelar sobre o chão, ela adere ao chão e não quica de forma alguma. Por isso, diz-se que esta colisão é uma colisão perfeitamente inelástica (Em qualquer colisão inelástica, a energia cinética que se perde é transferida a alguma outra forma de energia, talvez energia térmica.) (TIPLER, 2009).
Analisaremos este processo dividindo-o em duas partes, a primeira é a colisão em si, e a segunda o movimento subsequente do pêndulo a partir da sua nova posição h. Na primeira parte, assumiremos que a colisão ocorre em um tempo muito curto. Como não existe força externa atuando neste sistema e o momentum se conserva, temos que o produto da massa e da velocidade é igual à soma das massas m e M multiplicada por v’, onde v’ é a velocidade do bloco e o projétil embebido, logo após a colisão. 
Quando o pêndulo começa a se mover, parte 2, surgirá uma força externa devido a gravidade, puxando o bloco+projétil para baixo. Assim, podemos aplicar a lei da conservação do momentum. Imediatamente após a colisão, a lei da conservação da energia cinética é valida e pode ser usada desde que a energia cinética seja transformada inteiramente em energia potencial gravitacional, quando o pêndulo atinge a sua altura máxima h.
Considerações Finais:
O pêndulo balístico mede as velocidades de projéteis por meio de colisões inelásticas com um corpo de massa muito maior. Nestas colisões, os corpos seguem juntos, como um único corpo com a massa igual à soma das massas de todos os corpos antes do choque e a energia cinética não é conservada. O uso do pêndulo é de grande utilidade na indústria de armamentos.
Referências:
GARCIA, Angel Franco. Pêndulo balístico. Disponível em: <http://www.fisica.ufs .br/CorpoDocente/egsantana/dinamica/con_mlineal/balistico/balistico.htm>. Acesso em: abril. 2010.
SILVEIRA, Marcelo Mauro. Colisões Elásticas e Inelásticas. Disponível em: <http ://www.fsc.ufsc.br/~canzian/simlab/colisoes/colisoes.html#inelasticas>. Acesso em: abril. 2010.
TASHIBANA, Armando T. Colisões. Disponível em: <http://valmene.vilabol.uol. com.br/hpfisica/colisoes/Colisoes.html>. Acesso em: abril. 2010.
TIPLER, Paul A. Física - Para cientistas e engenheiros vol.1. 
HALLIDAY RESNICK WALKER, Fundamentos de Física
FILHO. José de Pinho A. Pêndulo Balístico. Disponível em: <http://www. periodicos.ufsc.br/index.php/fisica/article/view/7962/7346> Acesso em: abril. 2010.