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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ CURSO DE ENGENHARIA FÍSICA EXPERIMENTAL I Experiência: Colisões Professor: Jorge Cosenza Alunos: Felisbino Thaiane Belchior Wellington Morais TURMA: 1003 DATA:07/10/2014 1 - Objetivo Verificar a Conservação Quantidade de Movimento Linear e a conservação da energia Cinética. 2- Lista de materiais Tripé universal Régua Eferas de metal Folha de papel A4 Folha carbey 3 - Procedimento da experiência Nivelar horizontalmente a rampa; Coloque uma esfera (a) na posição 100m e a outra esfera (b) no final da rampa e a abandone; Marque os pontos onde elas batem na folha colocada sobre a bancada; Escolha um referencial; Indicar na folha o local de cada lançamento; Faça os lançamentos. 4 - Equações e tabelas Equações: x = x0 + v0 t + 1/2 a t² V = v0 + a t x = 1/2 a t² a = 2x/t² v0 = 0 v = 0 + (2x/t²) t v = 2x/t Tempo médio de cada lançamento: 1º 2º 3º Tempo médio (s) 0,760 0,760 0,761 0,760 0,391 0,391 0,390 0,391 0,291 0,292 0,291 0,291 0,245 0,244 0,244 0,244 5 - Comentários Tipos de choque No choque entre dois corpos, não há ganho que energia, portanto o módulo da velocidade de afastamento deve ser menor do que o módulo da velocidade de aproximação ou igual a ele. a) Colisão inelástica ou plástica: é o tipo de choque que ocorre quando após a colisão, os corpos seguem juntos (com a mesma velocidade), logo temos: No choque inelástico, a energia cinética do sistema, diminui, ou seja, parte da energia cinética inicial do sistema é transformada em outras formas de energia. b) Choque parcialmente elástico: é o tipo de choque que ocorre quando, após a colisão, os corpos seguem separados (com velocidades diferentes), tendo o sistema uma perda de energia cinética, logo temos: No choque parcialmente elástico, a energia cinética do sistema diminui. c) Choque perfeitamente elástico: é o tipo de choque que ocorre quando, após a colisão, os corpos seguem separados (com velocidades diferentes), e o sistema não perde energia cinética, logo temos: No choque perfeitamente elástico, a energia cinética do sistema permanece constante. 6 - EXERCÍCIOS: Trace o gráfico x versus t para os dados da tabela. Resposta: Consta em folha separada. Utilizando o Princípio da Conservação da Energia, encontre a velocidade da esfera A antes da colisão. Resposta: E = mv²/2 v² = 2 x 0 x 0,021 v² = 0,52 m/s Partindo da equação da queda livre, calcule o tempo de queda de cada esfera. Resposta: Espaço em y (Sy) = gt²/2 Esfera A: 0,083 = 10T²/2 0,166 = 10T² T² = 0,01661 T = √0,01661 T ≃ 0,13 Esfera B: 0,203 = 10T²/2 0,406 = 10T² T² = 0,0406 T ≃ 0,20 s Esfera Tempo de queda (s) A Aproximadamente 0,13 B Aproximadamente 0,20 Calcule as velocidades das esferas depois da colisão. Resposta: vA = ∆xA/∆TA vA = 0,083/0,0166 vA = 5 m/s vB = ∆xB/∆TB vB = 0,203/0,0406 vB = 5 m/s Esfera Posição (m) Tempo (s) Velocidade (m/s) A xA = 0,083 TA = 0,0166 vA = 5 B xB = 0,203 TB = 0,0406 vB = 5 Calcule as quantidades de movimento P de cada esfera antes da colisão. Resposta: Esfera A: P = 5 x 5 = 25 kg x m/s Esfera B: P = 5 x 5 = 25 kg x m/s Esfera P (kg x m/s) A PA = 25 B PB = 25 Compare a quantidade de movimento resultante antes da colisão com a quantidade de movimento resultante depois da colisão. Resposta: Antes da colisão PA + PB = 5 kg x m/s Depois da colisão P’A + P’B = 5kg x m/s Desenhe o vetor quantidade de movimento resultante antes da colisão e depois da colisão. Atenção para sempre manter a escala para fazer o desenho. Resposta: É um vetor nulo, ou seja, seu comprimento é igual a zero. 7 - Conclusão Através do experimento podemos perceber que: num choque, o sistema pode ser considerado mecanicamente isolado; de acordo com o experimento e os dados obtidos, analisou-se que se demarcarmos uma circunferência com o menor comprimento possível entre as medições o seu raio corresponde a variação do alcance, ou seja, sua imprecisão.
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