Atividade - Análise de Experimento - Clarice - Jony - Ozeias

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FÍSICA MECÂNICA 
ANÁLISE DE EXPERIMENTO 
 
Engenharia:__________________ Prof. Dianclen 
 
 Alunos:_Clarice Karina, Jony Lencin , OzeiasTavares 
 
Colisões e Energia Mecânica: 
 
Informações/Dados: 
 
 Vídeo do experimento: link de acesso no AVA da disciplina do dia 08/06/2020 
 Gráfico altura versus tempo para os quatro quiques da bola de borracha: 
 
1º quique: 
 
 
 
 
2º quique: 
 
 
 
 
3º quique: 
 
 
 
 
4º quique: 
 
 
 
 
 
 
 
 Gráfico da direção horizontal em função do tempo para alguns pontos ao longo do 
percurso nos quatro quiques (velocidade horizontal constante e igual a 0,144 m/s) 
 
 Gráfico da energia potencial gravitacional, em Joules, nas alturas máximas da bola de 
borracha 
 
Analise as observações e informações disponíveis e responda as questões a seguir. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Colisões: 
 
1) Entre dois quiques consecutivos, observa-se que a bola executa trajetórias parabólicas. 
Como podemos classificar o tipo de colisão observada entre a bola e o solo nos 
quiques observados? Justifique sua resposta. 
 
Tabela de pontuação (rubrica):O tipo de colisão foi classificado corretamente, 
mas sem justificativa plausível. 
0,5 ponto 
O tipo de colisão foi classificado corretamente e foram dadas justificativas 
qualitativas com argumentos sólidos e embasados na teoria. 
2,0 pontos 
O tipo de colisão foi classificado corretamente e foram dadas justificativas 
qualitativas com argumentos sólidos e embasados na teoria, fazendo uso das 
informações e dados disponíveis. 
3,0 pontos 
O tipo de colisão foi classificado corretamente e foram dadas justificativas 
qualitativas e quantitativas, com cálculos e argumentos sólidos e embasados 
na teoria, fazendo uso das informações e dados disponíveis. 
5,0 pontos 
 
 
Energia Mecânica: 
2) O sistema observado é conservativo? Justifique sua resposta. 
Tabela de pontuação (rubrica): 
O sistema foi classificado corretamente quanto a conservação de energia. 0,5 ponto 
O sistema foi classificado corretamente quanto a conservação de energia e 
foram dadas justificativas qualitativas com argumentos sólidos e embasados 
na teoria. 
2,0 pontos 
O sistema foi classificado corretamente quanto a conservação de energia e 
foram dadas justificativas qualitativas com argumentos sólidos e embasados 
na teoria, fazendo uso das informações e dados disponíveis. 
3,0 pontos 
O sistema foi classificado corretamente quanto a conservação de energia e 
foram dadas justificativas qualitativas e quantitativas, com cálculos e 
argumentos sólidos e embasados na teoria, fazendo uso das informações e 
dados disponíveis. 
5,0 pontos 
 
RESOLUÇÃO 1 E 2: 
 
Colisão Elástica pode ser caracterizada quando dois corpos colidem e não sofrem 
deformações permanentes, ou ao menos, que possam ser consideradas desprezíveis. Na Colisão 
Perfeitamente Elástica, o sistema é conservativo, uma vez que a Energia Cinética, Momento 
Linear e Energia Potencial Elástica e Gravitacional somadas, se conservam a cada instante. 
 No caso do experimento com a bola de borracha, temos uma partícula com uma massa M1 
e o chão com uma massa M2 muito maior que M1. 
 
 
 
Quando a bola é solta de uma determinada altura, ou seja, partindo do repouso, seu 
movimento é de queda livre. No instante da queda, temos a Energia Potencial Gravitacional, que 
é transformada em Energia Cinética gradativamente, até que a bola colida com o chão. No 
instante da colisão, a bola se deforma (mas não uma deformação permanente, mas elástica), ao 
passo que o impacto no chão gera uma força proporcional impulsiva (Energia Potencial 
Elástica), mas de sentido oposto, o que gradativamente vai gerando novamente a Energia 
Cinética, fazendo com que a bola siga uma trajetória ascendente. Neste movimento de subida, a 
Energia Cinética paulatinamente se transforma em Energia Potencial Gravitacional até uma 
determinada altura, ao passo que neste instante, a bola muda novamente a trajetória para queda 
livre, simulando uma trajetória parabólica. 
Se a bola não for interrompida ou não sofrer nenhuma outra ação, as alturas das trajetórias 
parabólicas serão as mesmas, no caso de uma Colisão Perfeitamente Elástica. No entanto, no 
experimento em questão, temos a ação da Energia Potencial Gravitacional e o Atrito entre a 
Bola e o Chão, nos mínimos instantes de contato, o que retira minimamente Energia do Sistema 
(Cinética e Impulsiva), a cada toque no chão e ascendência da bola. Isto gera alturas cada vez 
mais baixas em relação ao chão, nos momentos de inversão de trajetória ascendente para 
descendente, caracterizando uma Colisão Imperfeitamente Elástica. Neste caso, o Sistema é 
considerado Não Conservativo, pois há perda de Energia Cinética como principal componente, 
que faz a bola diminuir seu alcance, tanto em altura, como no sentido horizontal, conforme 
mostra o Gráfico Altura x Tempo. Pode-se observar no gráfico de Energia Potencial x Alcance, 
a redução do alcance da bola, oriunda da influência da Energia Potencial Gravitacional. 
Os cálculos abaixo demonstram a perda de Energia Cinética e Impulsiva em cada quique, a 
partir da fórmula indicada no experimento, em que considera a força (g) como impactante na 
velocidade da bola, a fim de evidenciar a perda de energia do sistema: 
 
 
 
 
 
 
 
REFERÊNCIAS: 
ARNOLD, Francisco José, Et. Al. Revista Brasileira de Ensino de Física, vol. 40, nº 2, e2502 
(2018) 
David, HALLIDAY, RESNICK, Robert, WALKER, Jearl. Fundamentos de Física. - Vol. 1 - 
Mecânica, 10ª edição. LTC, 2016.