Buscar

Experimento Energia cinética

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você viu 3, do total de 4 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Prévia do material em texto

1 Introduc¸a˜o
Uma colisa˜o e´ um evento isolado no qual dois ou mais corpos exercem uns so-
bre os outros, forc¸as relativamente elevadas por um tempo relativamente curto.
Essa colisa˜o pode ser definida como Ela´stica ou Inela´stica.
A colisa˜o inela´stica tem como caracter´ıstica o fato do momento linear do
sistema se conservar, mas a energia cine´tica do sistema na˜o. A colisa˜o ela´stica
tem como propriedade o fato de tanto o momento linear como a energia cine´tica
do sistema se conservarem.
O estudo de coliso˜es envolve o conhecimento da conservac¸a˜o do momento
linear, definida por
p = mv (1)
Dizemos que o momento se conserva se
pi = pf (2)
Em um sistema onde dois corpos se colidem, temos que a conservac¸a˜o do
momento e´ dada como
m1v1 + m2v2 = m2v
′
1 + m2v
′
2 (3)
A energia cine´tica e´ dada por
K =
1
2
mv2 (4)
Dizemos que a energia cine´tica se conserva se
Ki = Kf (5)
Do mesmo modo, em um sistema onde dois corpos se colidem, temos que a
conservac¸a˜o da energia cine´tica e´ dada como
1
2
m1v1
2 +
1
2
m2v2
2 =
1
2
m1v
′
1
2
+
1
2
m2v
′
2
2
(6)
2 Objetivos do experimento
O experimento tem como objetivo observar coliso˜es ela´sticas e inela´sticas
entre dois carrinhos sobre um trilho linear, verificando se ha´ conservac¸o˜es de
momento e de energia cine´tica.
1
3 Materiais e esquema do experimento
• Trilho linear
• Suporte inferior do trilho
• Carrinhos dinaˆmicos
• Sensores do movimento
• Xplore GLX
• Balanc¸a digital da marca Marte (modelo AS1000C) de precisa˜o instru-
mental 0, 00001kg devidamente calibrada
• Massas de pesos variados
Figure 1: Materiais utilizados.
4 Procedimento experimental
O experimento foi feito da seguinte forma:
Para as coliso˜es inela´sticas foram feitas duas coliso˜es com os carrinhos. Um
deles sempre parado com a mesma massa e outro com a massa variando e com
uma velocidade inicial.
Ja´ para as coliso˜es ela´sticas, foram feitas quatro coliso˜es. A massa de um
carrinho, com velocidade inicial diferente de zero, foi variada durante o experi-
mento. Ja´ o outro carrinho teve sua velocidade inicial igual ou maior que zero,
pore´m sua massa foi conservada em todo o experimento.
2
5 Resultados e discussa˜o
Apo´s a realizac¸a˜o do experimento, encontramos atrave´s dos gra´ficos x × t,
fornecidos pelo Xplore GLX, os seguintes resultados para colisa˜o inela´stica e
colisa˜o ela´stica:
m1 (kg) m2 (kg) v1 (m/s) v2 (m/s) v
′
12 (m/s)
0, 52± 1x10−2 0, 51± 1x10−2 0, 4± 1x10−1 0, 0 0, 2± 1x10−1
1, 02± 1x10−2 0, 51± 1x10−2 0, 4± 1x10−1 0, 0 0, 15± 1x10−1
Table 1: Coliso˜es Inela´sticas.
m1 (kg) m2 (kg) v1 (m/s) v2 (m/s) v
′
1 (m/s) v
′
2 (m/s)
0, 52± 1x10−2 0, 51± 1x10−2 0, 0 0, 4± 1x10−1 0, 4± 1x10−1 0, 0
0, 52± 1x10−2 0, 51± 1x10−2 0, 4± 1x10−1 −0, 2± 1x10−1 −03± 1x10−1 −03± 1x10−1
1, 02± 1x10−2 0, 51± 1x10−2 0, 0 0, 4± 1x10−1 03± 1x10−1 0, 0
1, 02± 1x10−2 0, 51± 1x10−2 03± 1x10−1 −0, 2± 1x10−1 −0, 2± 1x10−1 0, 8± 1x10−1
Table 2: Coliso˜es Ela´sticas. O sinal negativo das velocidades indicam o sentido
contra´rio da trajeto´rio tomada pelos carrinhos.
Atrave´s da equac¸a˜o (3) calculamos o momento linear inicial e final para cada
colisa˜o.
Momento Linear - Colisa˜o Inela´stica
pi (kg.m/s) pf (kg.m/s)
0, 20± 0, 01 0, 20± 0, 01
0, 20± 0, 01 0, 27± 0, 01
Momento Linear - Colisa˜o Ela´stica
0, 20± 0, 01 0, 20± 0, 01
0, 31± 0, 01 0, 31± 0, 01
0, 20± 0, 01 0, 30± 0, 01
0, 40± 0, 01 0, 61± 0, 01
Table 3:
3
Atrave´s da equac¸a˜o (6) calculamos a energia cine´tica inicial e final para cada
colisa˜o.
Conservac¸a˜o de Energia Cine´tica - Colisa˜o Inela´stica
Ki (J) Kf (J)
0, 0416± 0, 001 0, 0210± 0, 001
0, 0204± 0, 001 0, 0172± 0, 001
Conservac¸a˜o de Energia Cine´tica - Colisa˜o Ela´stica
0, 0408± 0, 001 0, 0416± 0, 001
0, 0518± 0, 001 0, 0464± 0, 001
0, 0408± 0, 001 0, 0234± 0, 001
0, 0561± 0, 001 0, 174± 0, 001
Table 4:
6 Conclusa˜o
Com os dados obtidos experimentalmente, chegamos a` treˆs resultados em
que o momento foi conservado, um na colisa˜o inela´stica, tabela (3), e os outros
dois na colisa˜o ela´stica, tabela (4). Em nenhum de nossos resultados a energia
cine´tica foi conservada, pore´m tivemos uma margem de erro considera´vel.
7 Bibliografia
HALLIDAY, Resnick, Walker. Fundamentos de F´ısica , volume 1, 9 Ed. Rio
de Janeiro: LTC, 2012. 384 p.
4

Outros materiais