Choque Inelástico

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Choque Inelástico
Profº. Marcio Corrallo
Alunos – K1
Avelino Neto – SP3006921
Cristiane dos Santos – SP3007031
Gabriele Lopes – SP300693X
Larissa Melo – SP3009785
Sophia Laura – SP3011232
SÃO PAULO
2019
Introdução
Momento linear, também conhecido como quantidade de movimento, é uma grandeza física vetorial, pois apresenta módulo, direção e sentido. É definido pelo produto da massa do corpo, em kg, por sua velocidade, em m/s. Dessa forma, sua unidade do Sistema Internacional é o kg.m/s. A quantidade de movimento é calculada por meio da expressão a seguir:
A quantidade de movimento tem sempre a mesma direção e o mesmo sentido da velocidade do corpo. Além disso, se uma partícula adquire quantidade de movimento em direções ou sentidos diferentes, é necessário fazer a soma vetorial das quantidades de movimento.
Quando dois corpos colidem, eles ficam em contato durante um intervalo de tempo muito pequeno quando comparado ao tempo durante o qual os corpos são observados. Durante a colisão, os corpos ficam sujeitos a uma força que varia com o tempo de maneira complicada. Forças como essa, que atuam durante um intervalo curto de tempo, comparado com o tempo de observação do sistema. (SILVA, 2002)
Se a energia cinética é conservada, a colisão é dita colisão elástica. Em caso contrário, a colisão é dita colisão inelástica. Colisões entre corpos macroscópicos são geralmente inelásticas. Entretanto, muitas vezes, podem ser tratadas como se fossem aproximadamente elásticas. Quando os dois corpos permanecem juntos após a colisão, a colisão é dita colisão perfeitamente inelástica que ocorrem, quando a perda máxima de energia cinética. Após esse tipo de colisão, os objetos seguem unidos como se fosse um único corpo com massa igual à soma das massas antes do choque. A expressão "perfeitamente inelástica" não significa que toda energia cinética inicial se perca, mas sim que a perda é a maior possível e compatível com a conservação do momento linear.
Objetivos
Verificar que o momento linear total de um sistema se conserva durante as colisões que podem ocorrer dentro do sistema considerado. 
Materiais
Trilho de ar (Cidepe), 2 carrinhos (massas de 261g e 248g apresentando um desvio de 1g devido a precisão da balança), massores de 50g, cronômetro, régua de metal (1m) e balança.
Procedimentos
Após ligar o fluxo de ar, o carrinho 2 foi posicionado aproximadamente no meio do trilho. 
Em seguida o carrinho 1 foi pressionado contra a parede e solto em seguida. 
Cronometrou-se o tempo gasto para o móvel ir de x0 a x1 e x1 a x2. Repetindo 5 vezes e completando a tabela 1. 
Foram medidas as massas dos carrinhos. 
Resultados e Discussões
O Valor das massas dos carrinhos são de 261g para o primeiro carrinho e 248g para o segundo carrinho. 
Após a coleta dos dados dos materiais que serão necessários para a consumação do experimento, eles foram organizados na tabela a seguir com os respectivos erros.
TABELA 1 
	N° de Medidas 
	Inicial (antes da colisão) 
	
	Final (após a colisão) 
	
	1° intervalo 
	 
	2° intervalo 
	 
	x1-x0 
	t1-t0 
	
	x2-x1 
	t2-t1 
	1 
	 15,0 (±0,1)cm
	00,363 (±0,001)s
	
	15,0 (±0,1)cm
	 00,484 (±0,001)s
	2 
	 15,0 (±0,1)cm
	 00,391 (±0,001)s
	
	15,0 (±0,1)cm
	 00,508 (±0,001)s
	3 
	 15,0 (±0,1)cm
	00,351 (±0,001)s 
	
	15,0 (±0,1)cm
	 00,451 (±0,001)s
	4 
	 15,0 (±0,1)cm
	00,344 (±0,001)s
	
	15,0 (±0,1)cm
	 00,470 (±0,001)s
	5 
	 15,0 (±0,1)cm
	00,359 (±0,001)s
	
	15,0 (±0,1)cm
	00,460 (±0,001)s
	Valor médio 
	 15,0 (±0,1)cm
	 00,362 (±0,002)s
	
	15,0 (±0,1)cm 
	 00,475 (±0,002)s
	Velocidade Média 
	0,415m/s 
	
	0,316m/s 
Utilizando as informações da tabela foi possível calcular o momento linear dos carrinhos, antes da colisão através da seguinte fórmula:
 (1) 
Logo a na sequência foi calculado o momento linear após a colisão por meio da equação 2 e os resultados obtidos nas equaçoes 1 e 2 foram organizados na tabela 2.
 
TABELA 2 
	
	Inicial (antes da colisão)
	 
	
	Final (após a colisão) 
	
	
	
	1° intervalo 
	
	
	2° intervalo 
 
	
	
	v1 
	m1 
	v2 
	m2 
	p 
	v´1 
	m1 
	v`2 
	m2 
	p´ 
	p=p`-p 
	0,415m/s
	0,24890kg
	0 
	0,26087kg 
	0,1033kg.m/s
	0,316m/s
	0,24890kg 
	0,316m/s 
	0,26087kg 
	0,1611 kg.m/s 
	0,0578 kg.m/s 
Após a análise da tabela 2 é possível observar a variação do momento linear momentos depois da colisão dos carrinhos. Uma das respostas imagináveis seria o fato de após o choque os dois carros terem se tornado uma massa só, tendo em vista que massa é uma das principais variáveis na equação pra o cálculo do momento linear.
Conclusão 
Neste experimento observa-se que durante a colisão os corpos ficaram sujeitos a uma força que variou com o tempo. Essa força atuou durante um curto intervalo de tempo, quando comparado com o tempo de observação do sistema.
O impacto dos “carros” consiste em uma colisão perfeitamente inelástica, pois ambos os corpos possuem o mesmo movimento posteriormente à batida, compartilharam a massa entre si, além da energia cinética não permanecer conservada. Por consistir em um sistema isolado, a dissipação da energia foi advinda de propriedades microscópicas dos corpos colididos, o que resultou em um aumento da energia interna e da deformação destes. A energia Cinética do sistema não foi conservada, porém mesmo não havendo esta conservação, o sistema obedece ao principio da conservação do momento linear, em que foi constatado no sistema que antes do encontro dos carrinhos equivalia a 0,1033 kg.m/s e depois o valor obtido foi de 0,1611 kg.m/s, o que nos permite afirmar que o momento linear foi de 0,0578.
Referências
SILVA, R. Notas de Aula de Física. UFBA. 2012. Disponível em <http://www.dftma.fis.ufba.br/fisica121/material/cursotavares/10.pdf> acesso em maio de 2018.
HALLIDAY, D., RESNICK, R. Fundamentos de Física. v. 1. 8ª. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2008. Capítulo 9, seção 9-5 (Momento Linear), seções 9-6 (Colisões e Impulso), 9-7 (Conservação do Momento Linear) e 9-9 (Colisão Inelástica em Uma Dimensão).