RELATÓRIO 6 - FÍSICA EXPERIMENTAL I

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ – UFC 
CAMPUS DE SOBRAL 
CURSO DE ENGENHARIA DE COMPUTAÇÃO – BACHARELADO 
FÍSICA EXPERIMENTAL I 
PROFESSOR: VALDENIR SILVEIRA 
 
 
 
 
 
 
 
 
PRÁTICA 06: COLISÕES. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
HENRIQUE CESAR SOUZA DUARTE¹ - 487953 
SIDYNELSON FERNANDES DOS SANTOS² - 433930 
 
 
 
 
 
 
 
SOBRAL – CEARÁ 
2019 
HENRIQUE CESAR SOUZA DUARTE¹ - 487953 
SIDYNELSON FERNANDES DOS SANTOS² - 433930 
 
 
 
 
 
 
 
PRÁTICA 06: COLISÕES. 
 
 
 
 
Sexto relatório prático acadêmico 
apresentado Universidade Federal do 
Ceará – UFC do curso de Bacharel em 
Engenharia de Computação como parte dos 
requisitos avaliativos na disciplina de 
Física Experimental I. 
José Valdemir da Silveira 
Ministrante da Disciplina. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SOBRAL – CEARÁ 
2019 
1 INTRODUÇÃO 
 Ao disparar uma massa m1 com velocidade v1 sobre outra massa m2 com velocidade 
v2, ocorre uma colisão entre as massas. Quando a direção do movimento das massas não é 
alterada dizemos que ocorreu uma colisão unidimensional. Fisicamente, podemos definir uma 
colisão como um evento isolado no qual dois ou mais corpos (os corpos que colidem) exercem 
sobre eles mesmos forças relativamente elevadas por um escasso período de tempo. Exemplos 
de colisão são: acidente de automóveis, contato forte entre duas pessoas, batida de carrinhos 
num parque de diversões, entre outros. Ao analisar o evento descrito no início, percebemos que 
logo depois da colisão a m1 e a m2 mudam seu sentido, mas não suas velocidades. A m1 fica 
com a mesma velocidade depois do choque e a m2 também. Se acontecer uma colisão desse 
tipo é definida como elástica. 
 
Figura 1 - Colisão Elástica 
O outro tipo de colisão é a inelástica e ocorre quando os corpos, após a colisão, continuam o 
trajeto unidos. 
 
Figura 2 - Colisão Inelástica 
Nas duas colisões podemos definir o momento linear (quantidade de movimento do corpo). 
Matematicamente falando: 
P = m. v 
 Na colisão elástica, o momento linear e a energia cinética do movimento permanecem 
as mesmas. Na colisão inelástica, o momento linear se conserva, mas a energia cinética não, 
logo essa energia foi transformada em outro tipo de energia (essa transformação de energia é 
responsável pelo aumento da temperatura, som, entre outras grandezas. O cálculo da energia 
cinética é dado por: 
K = 
𝒎.𝒗𝟐
𝟐
 
 Usando as medidas das velocidades dos objetos, imediatamente, antes e depois da 
colisão, podemos determinar o coeficiente de restituição. Essa medida adimensional caracteriza 
os diferentes tipos de colisão sendo possível analisar de houve conservação total ou parcial de 
energia cinética. A equação é dada por: 
e = 
𝑽𝒆𝒍. 𝒂𝒇𝒂𝒔𝒕𝒂
𝑽𝒆𝒍. 𝒂𝒑𝒓𝒐𝒙𝒊𝒎
 ou e = 
𝑽𝒆𝒍𝑭𝟐−𝑽𝒆𝒍𝑭𝟏
𝑽𝒆𝒍.𝑰𝟏−𝑽𝒆𝒍.𝑰𝟐
 
Onde Vel. afasta é a velocidade depois da colisão e vel. aproximada é a velocidade antes da 
colisão. 
2 OBJETIVOS 
Os principais objetivos deste relatório prático são: 
• Rever o conteúdo de Colisões aplicado a prática feita em laboratório; 
• Apontar a velocidade dos móveis no trilho de ar; 
• Determinar seus movimentos lineares, antes e depois do choque elástico do carrinho; 
• Determinar suas energias cinéticas, antes e depois do choque elástico do carrinho; 
• Apontar se houve conservação de energia, com base nas tabelas com os dados coletados; 
3 MATERIAIS 
• Trilho de ar; 
• Sensores Fotoelétricos; 
• 2 Móveis (Carrinho); 
• Gerador de fluxo de ar; 
• Eletroímã; 
• Chave de liga/desliga do eletroímã; 
• Cronômetro digital; 
• Massas; 
• Calculadoras, e materiais de anotação 
4 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
4.1 COLISÃO ELÁSTICA 
 A primeira parte do experimento, os materiais foram organizados sob a mesa, onde os 
sensores fotoelétricos foram colocados sob as posições x1= 0,400m, x2=0,500, x3=0,800 e 
x4=0,900, onde o último sensor foi desconsiderado, sendo assim feito o uso de quarto deles. O 
cronômetro digital foi ajustado a função 3, assim como os carrinhos foram colocados sobre o 
trilho de ar, tal que um dos carrinhos ficou na posição inicial segurado pelo eletroímã, e o 
segundo carrinho foi colocado entre os sensores 2 e 3. Os dois carrinhos, foram pesados, e 
equilibrados por meio de massas, em virtude de um deles possuir massa maior, onde a massa 
do carrinho 1 foi m1= 0,266kg e m2=0,267kg. 
 Para o funcionamento do trilho, foi ligado o gerador de fluxo de ar, onde fez-se 
necessário fazer o nivelamento do trilho, tendo assim uma minimização da aceleração, para 
assim, o carrinho não obtenha movimento, quando em repouso. Estando tudo calibrado, a não 
obter-se futuros imprevistos, os carrinhos foram ajustados, um na posição inicial onde ficava o 
eletroímã, e o subsequente entre os dois sensores fotoelétricos do meio, sendo assim, quando a 
partir do impulso manual, o carrinho 1, colidisse com o carrinho 2 no meio dos sensores, e 
assim a velocidade ser calculada com o cronômetro onde o tempo 1 era calculado após o 
carrinho passar pelos dois primeiros sensores, e o tempo 2 coletado após o carrinho 2 ter 
passado, e assim os dados foram coletados, e calculados que seguem na seção de resultados, na 
parte do experimento. 
4.2 COLISÃO INESLÁSTICA 
 Assim como houve no primeiro momento, as posições dos sensores fotoelétricos foram 
mantidas, e os materiais foram utilizados novamente, onde fez-se o mesmo procedimento de 
nivelamento do trilho de ar, mantendo o carrinho com a mínima interferência de adquirir 
movimento, quando em repouso, assim como foi feita a medida das massas dos carrinhos 1 e 2, 
com a diferença de além do dito, os fixadores para a colisão inelástica foram acoplados aos dois 
carrinhos. 
 Dando inicio a bateria de testes no segundo momento do experimento, os carrinhos 
foram alocados as suas posições iniciais, assim como no primeiro momento, após o 
desligamento da chave liga/desliga do eletroímã, o impulso foi dado manualmente e os 
carrinhos faziam a colisão inelástica, sendo assim, coletados os dados do cronômetro digital 
onde foram preenchidos na tabela 2, conforme informado na seção de resultados apresentados 
a seguir. 
5 RESULTADOS 
TABELA 1 | VALORES DAS GRANDEZAS PARA UMA COLISÃO ELÁSTICA 
 
 
 
∆X1(m) ∆t1(s) V1(m/s) M1(m) P1(kg. 
M/s) 
K1(J) ∆X2(m) ∆t2(s) V2(m/s) M2(m) P2(kg. 
M/s) 
K2(J) 
0,100 0,221 0,452 0,266 0,120 0,025 0,100 0,225 0,444 0,267 0,118 0,026 
0,100 0,339 0,294 0,266 0,078 0,011 0,100 0,344 0,290 0,267 0,077 0,011 
0,100 0,257 0,389 0,266 0,103 0,020 0,100 0,264 0,378 0,267 0,100 0,019 
0,100 0,161 0,621 0,266 0,165 0,051 0,100 0,165 0,606 0,267 0,161 0,049 
0,100 0,162 0,617 0,266 0,164 0,050 0,100 0,170 0,588 0,267 0,156 0,046 
TABELA 2 | VALORES DAS GRANDEZAS PARA UMA COLISÃO INESLÁSTICA 
 
6 QUESTIONÁRIO 
1 – Considerando uma margem de erro de 5 %, verifique se houve conservação do 
momento em choques elásticos (Tabela 01). Se não houve, explique seus resultados.Resposta: Segundo nossas fontes de pesquisa, é pra haver conservação do momento linear 
quando a colisão for elástica. Vamos provar essa afirmação com os dados da tabela. Usando as 
informações registradas, temos a porcentagem da diferença entre os valores do momento antes 
e depois das 5 colisões elásticas, respectivamente de 1 a 5, de: 1,69%, 1,29%, 3%, 2,42% e 
4,87%. Todos os valores estão dentro da margem de erro, logo houve uma conservação do 
momento linear. Como não havendo ação de forças externas o momento é conservado, isso 
explica por que a velocidade dos objetos colididos aumenta ou diminui. 
2 - Considerando uma margem de erro de 5%, verifique se há conservação da energia 
cinética em choques elásticos (Tabela 01). Se não houve, explique seus resultados. 
Resposta: Fazendo um processo análogo ao do exercício anterior, temos a porcentagem da 
diferença da energia cinética antes e depois dos 5 choques elásticos, respectivamente de 1 a 5, 
de: 3,84%, 0%, 3,74%, 3,92% e 4,56%. Todas as porcentagens estão dentro da margem de erro 
de 5%, então há conservação de energia numa colisão elástica. Isso prova também o que 
afirmamos no início de que a energia cinética é conservada. 
3 - Considerando uma margem de erro de 5%, verifique se há conservação do momento 
em choques inelásticos (Tabela 02). Se não houve, explique seus resultados. 
Resposta: Numa colisão inelástica, no momento do choque as massas, antes separadas, se unem 
e continuam seu percurso unidas. Como elas são consideradas, agora, uma só, a massa também 
é uma só, logo a massa dessa união será m = 0,533kg. Avaliando os resultados obtidos dos 
momentos lineares antes e depois nas cinco colisões, temos uma porcentagem de diferença de: 
0%, 1,26%, 1,19%, 1,16% e 0%. Então, provamos através dos resultados que o momento linear, 
tanto numa colisão elástica como numa inelástica, é conservado pois os resultados das 
porcentagens estão dentro da margem de erro de 5%. 
4 - Considerando uma margem de erro de 5%, verifique se há conservação da energia 
cinética em choques inelásticos (Tabela 02). Se não houve, explique seus resultados. 
Resposta: De forma análoga, calculamos a porcentagem da diferença das energias cinéticas 
antes e depois da colisão, respectivamente de 1 a 5, temos: 55,28%, 54,54%, 53,66%, 71,42% 
e 20%. Como esperado, todos os valores não estão dentro da margem de 5%, logo não há 
conservação de energia cinética. Essa dissipação de energia é devida as propriedades 
∆X1(m) ∆t1(s) V1(m/s) M1(m) P1(kg. 
M/s) 
K1(J) ∆X2(m) ∆t2(s) V2(m/s) M2(m) P2(kg. 
M/s) 
K2(J) 
0,100 0,380 0,263 0,266 0,069 0,009 0,100 0,765 0,130 0,533 0,069 0,004 
0,100 0,337 0,296 0,266 0,078 0,011 0,100 0,670 0,149 0,533 0,079 0,005 
0,100 0,314 0,318 0,266 0,084 0,013 0,100 0,625 0,160 0,533 0,085 0,006 
0,100 0,305 0,327 0,266 0,086 0,012 0,100 0,608 0,164 0,533 0,087 0,007 
0,100 0,254 0,393 0,266 0,104 0,008 0,100 0,509 0,196 0,533 0,104 0,010 
microscópicas dos corpos colididos, o que resulta num aumento da energia interna do corpo, 
consequentemente a temperatura aumenta. 
5 - Calcule o valor de ɛ em cada colisão. Ele é maior nas colisões elásticas ou nas colisões 
inelásticas? Este resultado é o esperado? 
Resposta: O valor de e para as 5 colisões elásticas foi: 0,982, 0,986, 0,971, 0,975 e 0,952. Para 
as 5 colisões inelásticas: 0,494, 0,503, 0,503, 0,501 e 0,498. O coeficiente de restituição é maior 
nas colisões elásticas. O resultado esperado do coeficiente para uma colisão elásticas é 1 pois a 
energia é conservada. Nas colisões inelásticas o coeficiente é para ser 0 pois não existirá 
velocidade relativa de afastamento (eles estão unidos). Porém, os valores foram bem próximos 
e podemos considerar os coeficientes adequados, mesmo os resultados da colisão inelástica 
serem semelhantes com o de uma colisão parcialmente elástica. 
7 CONCLUSÃO 
 O experimento serviu como recapitulação do conteúdo teórico de Colisões, à medida 
que promoveu interação da equipe, com o objetivo de constatar por meio e análise dos dados 
coletados se houve conservação de energia, e o momento linear nas colisões elásticas. 
 No primeiro momento, através dos dados que foram capturados junto ao experimento 
por meio dos materiais utilizados, e assim feitos os cálculos para então completar as tabelas, 
obtemos dados satisfatórios, onde percebemos que tanto a energia cinética, assim como o 
movimento linear antes e depois da colisão se mostraram bem aproximados favorecendo a ideia 
de conservação da energia, proposto pelo professor. 
 Já no segundo momento, aos dados coletados na colisão inelástica, através dos dados 
coletados e calculados, foi visto que depois da colisão dos carrinhos, a velocidade era um pouco 
diferente, em virtude da posição dos carrinhos, havendo uma pequena diferença tanto na energia 
cinética, mostrando mesmo assim que existe a conservação de energia. 
 Ao analisar todos os resultados dos exercícios, os valores registrados das experiências 
foram bem próximos do real (sem a interferência de forças externas), provamos que há 
conservação de momento ou de energia nas colisões elásticas e inelásticas. 
8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
COLISÕES. In: InfoEscola, Navegando e aprendendo. Disponível em: 
https://www.infoescola.com/mecanica/colisoes/. Acesso em: 13/05/2019. 
COLISÕES - TIPOS DE COLISÕES. In: EducaBras. Disponível em: 
https://www.educabras.com/enem/materia/fisica/mecanica_cinematica/aulas/colisoes_tipos_d
e_colisoes. Acesso em: 13/05/2019. 
CONSERVAÇÃO DE MOMENTO LINEAR. In: Luciano Mentz. Disponível em: 
https://www.if.ufrgs.br/tex/fis01043/20042/Luciano/colisoes.html. Acesso em: 13/05/2019. 
- Colisão inelástica. In: Wikipédia, a enciclopédia livre. Disponível em: 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Colis%C3%A3o_inel%C3%A1stica. Acesso em 13/05/2019.