Colisões em uma Dimensão

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO TRIÂNGULO MINEIRO
CURSO DE LICENCIATURA EM QUÍMICA
Física I – Prof. Condeles
RELATÓRIO - 09
COLISÕES EM UMA DIMENSÃO – CONSERVAÇÃO DO MOMENTO LINEAR
BRUNO DE SOUZA DAMASCENO – 201210245
CLAUDINEI ROCHA DA CRUZ - 201120396
MARCELA DA SILVA ADOLPHO -201310016
UBERABA
2014
OBJETIVOS
Estudar colisões elásticas e não elásticas em 1 dimensão e comprovar o princípio de conservação do momento linear.
MATERIAIS UTILIZADOS:
Trilho de ar retilíneo, Cronómetro digital, Trena, Sensores com suporte fixador, Compressor de ar e mangueira flexível, 2 Carrinhos com suporte para elásticos, imãs e acessórios.
INTRODUÇÃO:
O estudo de colisões envolve o conhecimento da conservação da quantidade de movimento (momento linear) e da energia. Considera-se que os corpos em colisões formam um sistema fechado sem a interferência de forças externas. 
Conservação do momento linear: P= m . v
P1 + P2 = P1’ + P2’ onde: 
P1 + P2 = Momento linear antes da colisão
P1’ + P2’ = Momento linear após a colisão
As colisões podem ser elásticas ou inelásticas. A colisão elástica é aquela na qual nenhuma energia é perdida na colisão e, portanto a velocidade relativa de aproximação (antes da colisão) dos corpos é igual a velocidade relativa de afastamento (após a colisão), ou seja a colisão elástica ou choque elástico é uma colisão entre dois ou mais corpos na qual estes não sofrem deformações permanentes durante o impacto. Numa colisão elástica conservam-se tanto o momento linear como a energia cinética do sistema, e não há intercâmbio de massa entre os corpos, que se separam depois da colisão. As colisões em que a energia não se conserva e em que se produzem deformações permanentes nos corpos chamam-se inelásticas.
M1V1 + M2V2 = M1V1’ + M2V2’ onde,
M2V2 = 0
M1V1’ = 0
Logo, M1V1 = M2V2’
V1 = x V2’ → Se M1 = M2 → V1 = V2
A colisão inelástica é um tipo de colisão no qual a energia cinética do sistema não é conservada. Em sistemas isolados, essa "dissipação" de energia mecânica é devida a propriedades microscópicas dos corpos colididos (tais como estrutura e composição molecular), e resulta em um aumento da energia interna (e consequentemente temperatura) e na deformação desses. Vale a pena ressaltar que, apesar de não haver conservação de energia cinética, o sistema ainda sim obedecerá ao princípio da conservação do momento linear se não houver ação de forças externas sobre o mesmo.
M1.V1 + M2.V2 = M1.V1’ + M2. V2’ → V1’= V2’ → logo: V1’ V2’ = V
M2.V2 = 0
M1.V1 = (M1 + V2).V → V1 = x V → Se M1 = M2 → V1 = 2V
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Parte 01 – Carrinho em movimento e outro em repouso com elástico.
Após montar o experimento mediram-se as suas respectivas massas, a distância entre os sensores e o tempo em segundo pelo cronómetro quatro vezes e anotaram-se os valores para a confecção da tabela a seguir:
	m1= 180,4 g / m2= 173,1 g / L = 0,20 m
	 
	Colisão 1
	Colisão 2
	Colisão 3
	Colisão 4
	T1(s)
	00,2780
	00,2565
	00,2405
	00,3015
	T4(s)
	00,3625
	00,3285
	00,3075
	00,4185
	V1(m/s)
	0,53
	0,58
	0,62
	0,46
	V2’(m/s)
	0,55
	0,60
	0,65
	0,48
	M1.V1
	95,61
	104,63
	111,85
	82,99
	M2.V2’
	95,20
	103,86
	112,51
	83,08
	M1.V1 = M2.V2’
	
	
	
	
V1 = x V2’ V2’= 
Desprezando um erro de 5%, pode-se concluir através do experimento que a velocidade antes da colisão é igual a velocidade após o choque; observa-se também que o momento e a energia cinética são conservados assim como prevê a teoria.
Parte 02 – Carrinho em movimento e outro em repouso com imãs. (Inelástico)
Após montar o experimento mediram-se as suas respectivas massas, a distância entre os sensores e o tempo em segundo pelo cronómetro quatro vezes e anotaram-se os valores para a confecção da tabela a seguir:
	m1= 160,1 g / m2= 164,2 g / L = 0,20 m
	 
	Colisão 1
	Colisão 2
	Colisão 3
	Colisão 4
	T1(s)
	00,2225
	00,2210
	00,2205
	00,2295
	T4(s)
	00,5965
	00,5205
	00,7415
	00,7645
	V1(m/s)
	0,66
	0,76
	0,54
	0,52
	V(m/s)
	0,33
	0,38
	0,27
	0,26
	M1.V1
	105,67
	121,68
	86,45
	83,25
	(M1+ M2).V
	107,01
	123,23
	87,56
	84,31
	M1.V1=(M1+M2).V
	 
	 
	 
	 
V1 = x V V= 
Desprezando um erro de 5%, pode-se concluir através do experimento que a velocidade após a colisão se reduz pela metade devido a perda de energia cinética e que mesmo não havendo conservação de energia, o momento se conserva.
Conclusão:
Conclui-se com o experimento que durante a colisão elástica a energia cinética e o momento se conservam. No caso da colisão inelástica observa-se a conservação do momento e a perda da energia cinética.
Referências Bibliográficas:
Halliday, David. Física I. Volume I. Rio de janeiro 1975. Livros Técnicos e científicos editora S.A.
HALLIDAY, David; RESENICK, Jearl Walker. Física II: Fundamentos da física, volume 2: gravitação, ondas e termoin6amica 8 ed. Rio de Janeiro: LTC, 2009.
CHANCELER, Lafayette Mons. Física 2. São Paulo: Coleção F.T.D., 1965.
ROBORTELLA, José Luíz de Campos et. al. Física mecânica – segundo grau. 7 ed. São Paulo: Ática, 1988.
YOUNG, Hugh D.; FREEDMAN. Roger A. Física, Mecânica. v. 1. 12ª ed. 2008.
RAMOS, L. A. M. Física Experimental; Editora Mercado Aberto, Porto Alegre, 1984.
Colisão Elástica e Inelástica na conservação do momento linear. Disponível em: <http://www.mundoeducacao.com/fisica/colisoes-elasticas-inelasticas.htm >. [Acesso em: 25 novembro 2014]. 
Colisão Elástica. Disponível em: < http://www.infoescola.com/fisica/colisao-elastica/>. [Acesso em: 25 novembro 2014].
Colisão Inelástica: Métodos para o uso. Disponível em: < http://www.infoescola.com/fisica/colisao-inelastica/>. [Acesso em: 25 novembro 2014].
Conservação do Momento Linear. Disponível em: <http://pt.wikipedia.org/wiki/Conserva%C3%A7%C3%A3o_do_momento_linear>. [Acesso em: 25 novembro 2014].
Lei da Conservação do Momento Linear. Disponível em: http://profs.ccems.pt/PauloPortugal/CFQ/MomentoLinear/Lei%20da%20Conservao%20do%20Momento%20Linear.htm>. [Acesso em: 25 novembro 2014].
Princípio da Conservação do Momento Linear. Disponível em: http://www.colegioweb.com.br/trabalhos-escolares/fisica/trabalho-e-energia/principio-da-conservacao-do-momento-linear.html>. [Acesso em: 25 novembro 2014].
Lei da Conservação da Energia. Disponível em: < http://www.infoescola.com/fisica/lei-da-conservacao-de-energia/>. [Acesso em: 25 novembro 2014].