Relatório Colisões perfeitamente inelásticas Copia

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Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais
Unidade Coração Eucarístico
Engenharia Eletrônica e de Telecomunicações
Relatório da experiência: Colisões perfeitamente inelásticas
Belo Horizonte
2018
Objetivo
Analisar uma sequência de colisões perfeitamente inelásticas de dois planadores sobre um trilho sem atrito, com a finalidade de percebermos que a lei da conservação do momento linear permite relacionar os comportamentos dos planadores antes e depois da colisão entre eles.
Materiais
Trilho de ar, dois planadores, dois pares de sensores de infravermelho ligados a um cronômetro, balança e régua.
Introdução
Quando dois objetos colidem e há conservação de energia cinética a colisão é classificada como elástica, não havendo tal conservação a colisão é inelástica. Se esses dois objetos, após colidirem, permanecerem unidos a colisão é dita como perfeitamente inelástica. O comportamento das partículas, antes e depois da colisão é relacionado conforme a “lei de conservação do momento linear”.
O momento linear P de uma partícula é um vetor definito como produto de sua massa m pela velocidade v. Assim temos: P= m*v
O momento linear total de um sistema de partículas é o vetor soma dos momentos lineares isolados de cada partícula. Temos: P= m1*v1 + m2v2 + ... + mn*vn
Durante uma colisão as forças que atuam sobre o sistema de partículas podem ser internas ou externas, e as forças internas de interação entre as partículas do mesmo sistema, devido a terceira lei de Newton, o somatório das forças internas é sempre nulo.
Procedimento
O planador de massa m1 possui haste vertical para acionar os sensores, assim o impulsionamos sobre o trilho sem atrito de forma a provocar uma colisão perfeitamente inelástica com o segundo planador de massa m2, que estava em repouso na região entre os dois pares de sensores. O primeiro par de sensores ligados ao cronômetro permite registrar o tempo t1, que o planador de massa m1 leva para percorrer a distância de 10 cm, enquanto o segundo par de sensores, localizado após a região em que ocorre a colisão, fornece o tempo t2 que é o conjunto constituído pelos dois planadores leva para percorrer a distância de 10 cm entre os sensores deste ultimo par.
Resultados
Ao medirmos a massa dos planadores encontramos:
m1 = 0,210 kg
m2 = 0,206 kg
(m1 + m2) = 0,416 kg
De acordo com o procedimento feito encontramos os seguintes valores:
	T1
	T2
	0,125
	0,277
	0,094
	0,239
	0,075
	0,185
	0,204
	0,395
	0,274
	0,508
	0,137
	0,323
	V1
	V2
	0,8
	0,36
	1,06
	0,42
	1,33
	0,54
	0,49
	0,25
	0,36
	0,19
	0,73
	0,31
V= D/T
	P(antes)
	P(depois)
	0,168
	0,149
	0,222
	0,174
	0,279
	0,224
	0,103
	0,104
	0,075
	0,081
	0,153
	0,129
P= m*v 
	Ec1
	Ec2
	0,067
	0,027
	0,012
	0,037
	0,185
	0,030
	0,025
	0,013
	0,014
	0,008
	0,056
	0,020
Ec1 = antes => Ec1= (1/2)*m1*v12 
Ec2= depois => Ec2= ((m1+m2)/2)*v22
Discussão dos resultados
Com os valores obtidos nas medições de tempo e velocidade, calculamos o momento linear antes da colisão e reparamos que P1= m1*v1, pois o planador esta em repouso, então m2*v2 = 0.
Com isso calculamos a energia cinética do sistema antes e depois da colisão através das formulas:
Ec1 = antes => Ec1= (1/2)*m1*v12 
Ec2= depois => Ec2= ((m1+m2)/2)*v22
Os valores encontrados a partir da prática foram dentro do esperado, já que os valores de Chi^2 e R^2 encontrados no gráfico construído no SciDavis ficaram próximos do ideal.
Conclusão
Bibliografia
Apostila – Física Geral l – Mecânica – DFQ