Relatório colisão elástica

Prévia do material em texto

Curso: Engenharia Elétrica; Automação e Controle
Turma: UN-021
Período: 2º
Disciplina: Física 1
Professor: Rubén
Assunto: Choque Elástico 
Nomes: Mat: 
 Maria Helena Muniz 20171000191
 Raphaelle Rangel 20171000942
 Wallace Vidal de Matos 20171000495
 
 Data: 18/09/2017
Sumário
 
OBJETIVO
Apurar por meio de experimento a influência do choque elástico na conservação do momento linear e da energia. Analisando de forma pratica os resultados obtidos na colisão dos carrinhos, no intuito de definir a energia cinética e a quantidade de movimento, antes e após o choque, assim aplicando as teorias lecionadas na sala de aula.
INTRODUÇÃO
Colisões é formada de um sistema fechado sem a interferência de forças externas, apresenta comportamentos físicos distintos, classificados como: choque elástico, choque inelástico e perfeitamente inelástico. Esse estudo envolve conhecimento da conservação do momento linear e energia cinética, sem esses conhecimentos fica difícil estudar colisões.
Na pratica verificamos o choque elástico.
Choque elástico:
A física defini o choque elástico como um sistema, onde se tem dois ou mais corpos em movimento exercendo uma força entre si, a energia cinética deles está relacionada com a velocidade dos corpos e as suas massas, se a energia total não sofrer alteração pela colisão, então a energia do sistema se conserva e mantem a mesma antes e após o choque. Veremos esse caso no experimento. 
RELAÇÃO DE MATERIAIS
Material utilizado:
Trilho de ar;
Cronômetro digital;
Unidade de fluxo de ar;
Carrinhos para trilhos;
Cabo de força tripolar;
Mangueira aspirador;
Porcas borboletas;
Arruelas lisas;
Manípulos de latão;
Pino;
Gancho;
Barreira para-choque;
Fixador em U;
Y para final do percurso com fixador U para elástico;
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL / RESULTADOS
4.1 Desenvolvimento 
 
4.2 Procedimento Experimental
Previamente a equipe de monitoria do laboratório fez a montagem do experimento que era constituído de um trilho de ar, ​utilizado​ ​para​ ​simular​ ​a​ ​trajetória​ ​do​s carrinhos, ​ ​com um​ ​tubo​ ​retangular​ ​com orifícios​ ​na​ ​parte​ ​superior​ ​onde​ ​o​ ​carrinho​ ​desliza, ​por​ ​causa​ ​dos​ ​jatos​ ​de​ ​ar.​ ​Para​ ​o funcionamento​ ​do​ ​trilho ​utilizamos​ ​um​a unidade ​de​ ​fluxo​ ​de​ ​ar​ ( gerador de ar) ​ligado​ ​a​ ​sua​ ​estrutura​ ​por uma​ ​mangueira (aspirador),​ ​na​ ​qual​ ​proporcionava um​ ​jato​ ​de​ ​ar​,​ ​criando​ ​uma condição similar​ ​de​ ​ um colchão​ ​de​ ​ar​ ​entre​ ​o​ ​carrinho​ ​e​ ​o​ ​tubo,​ ​reduzindo​ ​o​ ​atrito. Após​ ​aferimos​ ​as​ ​massas​ ​dos​ ​carrinhos​ ​e​ ​anotamos ​os​ ​valores​ ​obtidos.​ ​Então ajustamos​ ​os​ ​carrinhos​ ​em​ ​suas​ ​respectivas​ ​posições,​ ​sendo​ ​que​ ​o segundo carrinho ​ficava​ ​em repouso​ ​no​ ​meio​ ​do​ ​trilho​ ​enquanto​ ​o​ ​outro​ ​ficava​ ​na​ ​posição​ ​inicial​ ​a​ ​40​ ​cm.​ ​Dado​ ​um impulso​ ​no​ ​carrinho​ ​que​ ​estava​ ​na​ ​posição​ ​inicial,​ ​ ​fez​ ​sua​ ​trajetória​ ​até​ ​que​ ​colidiu​ ​com o​ ​segundo carrinho​ ​que​ ​estava​ ​em​ ​repouso,​ ​fazendo​ ​com​ ​que​ ​ ​começasse​ ​a​ ​traçar​ ​a​ ​sua trajetória. Passando pelo sensor fotoelétrico acionando ​o cronômetro​ ​para ​fornecer​​ ​o​ ​tempo​ ​​ ​para​ ​calcularmos​ ​as velocidade​s ​dos​ ​carrinhos.
Os resultados obtidos neste experimento foram:
Massa dos carrinhos.
 
	Carrinhos
	Massas (kg)
	1
	0,22785
	2
	0,23197
Calcular a velocidade desenvolvida pelo primeiro carrinho antes do choque. 
;
T₁= tempo do 1º carrinho (s);
V₁= velocidade inicial do 1º carrinho (m/s);
T₁= 0,186 s
 V₁= 0,537 m/s
Calcular a velocidade desenvolvida pelo primeiro carrinho depois do choque. 
V’₁= velocidade inicial do 1º carrinho (m/s);
V’₁= 0 m/s
Encontrar a velocidade desenvolvida pelo segundo carrinho antes do choque.
V’₂ = velocidade final do 2º carrinho (m/s);
V’₂ = 0 m/s
Calcular a velocidade desenvolvida pelo segundo carrinho depois do choque. 
;
T₂= tempo do 2º carrinho (s);
V’₂= velocidade final do 2º carrinho (m/s);
T₂= 0,192 s
 V₂= 0,520m/s
Calcular a quantidade de movimento antes do choque.
A formula da quantidade de movimento é dado por:
 Q= m . V
Q= quantidade de movimento ( kg. m/s);
m= massa (m);
V= velocidade (m/s);
Calculo:
Q₁= M₁ . V₁
Q₁= 0,22785 . 0,537 = 
Q₁=0,122 kg. m/s
Calcular a quantidade de movimento depois do choque.
Q₂= M₂ . V₂
Q₂= 0,23197 . 0,520 =
Q₂= 0,120 kg. m/s
Pode-se afirmar que a quantidade de movimento foi conservada? Por quê?
É​ ​considerado​ ​conservativo​ ​quando​ ​o ​​movimento ​final​ ​é​ ​igual​ ​à sua​ ​quantidade​ ​de​ ​movimento​ ​inicial, ​ ​ou​ ​seja, ​ ​quando​ ​não​ ​há​ ​influência​ de forças externas. Podemos​ ​considerar​ ​que​ ​ocorreu​ ​a​ ​conservação​ do movimento, ​ ​desprezando​ ​os​ ​fatores​ ​externos​ ​que contribuíram​ ​para​ ​algumas ​pequenas​ ​variações​ ​nos​ ​valores, nada muito significativo.
Calcular a energia cinética antes do choque. 
K 0,032J
Calcular a energia cinética depois do choque. 
K 0,031J
Pode-se afirmar que a energia cinética foi conservada?
​​Sim. Apesar​ ​de ter uma​ ​pequena​ ​diferença​ ​nos​ ​cálculos, ​ ​podemos​ ​afirmar​ ​que​ ​a​ ​energia​ ​cinética​ ​foi conservada, ​ ​já​ ​que​ ​mesmo​ ​com​ ​as​ ​variações​ ​a​ ​diferença​ ​obtida​ ​foi​ ​mínima, ​pois​ ​não​ ​se​ ​trata​ ​de​ ​um​ ​ambiente​ totalmente sem​ ​ ​interferências externas.
CONCLUSÃO
Com​ ​base​ ​nas​ ​observações ​e​ ​cálculos,​ ​pode-se​ ​notar ​que​ ​ocorre​ ​ ​uma colisão​ ​elástica.​ ​Compreendemos​ ​que​ ​em​ ​um​ ​choque​ ​elástico​ ​o​ ​momento​ ​linear​ ​e​ ​a​ ​energia cinética​ ​conservam-se​ ​durante​ ​todo​ ​sistema,​ ​os​ ​carrinhos​ ​após​ ​a​ ​colisão​ ​não​ ​sofrem​ ​deformação ​e​ ​suas​ ​velocidades​ ​tomam​ ​sentidos​ ​diferentes​ ​da​ ​velocidade​ ​inicial.​ ​Foi​ ​possível visualizar​ ​através​ ​dos​ ​cálculos​ ​algumas pequenas​ ​variações​ ​resultantes​ ​de​ ​um​ ​ambiente​ ​que​ ​oferecia interferências​ ​externas​ ​ao​ ​sistema,​ ​mas​ ​não​ ​distorcendo​ ​a​ ​parte​ ​teórica​ ​do​ ​experimento.
BIBLIOGRAFIA
 
http://www.infoescola.com/fisica/colisao-elastica/