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Teoria das Colisões

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UNIVERSIDADE CATÓLICA DO SALVADOR – UCSAL 
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS 
BACHARELADO EM ENGENHARIA QUÍMICA 
 
FÍSICA EXPERIMENTAL I 
MATUTINO 
 
 
 
Amanda Carmo Santos 
 
 
 
 
 
 
TEORIA DAS COLISÕES 
 
(Experimento 6) 
 
 
 
 
 
 
 
 
Salvador 
2021
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1 INTRODUÇÃO 
O presente relatório tem como objetivo realizar a prática do estudo da 
Teoria das Colisões. Para isso, será comparado, conceitualmente, os tipos de 
colisões, suas diferenças, o que é a conservação do momento linear, além de 
entendermos que a colisão se dá pela interação entre dois ou mais corpos sem 
interações entre si, acarretando na alteração do estado final desses corpos. 
Dessa forma, o relatório será associado ao vídeo do curso da Universidade 
Virtual do Estado de São Paulo – UNIVESP. 
Sobre a conservação do momento linear, tem-se que 
Também chamada de quantidade de movimento, é a grandeza vetorial 
que resulta do produto da velocidade do corpo por sua massa. Essa 
grandeza deve ser conservada para um sistema livre da ação de forças 
externas. (JÚNIOR,2014). 
A teoria das colisões está definida como 
A interação entre dois corpos é chamada de colisão ou choque quando 
a interação ocorre em um intervalo de tempo relativamente curto 
durante o qual o efeito das forças externas pode ser desprezado e, 
tanto antes quanto depois desse intervalo de tempo, a força de 
interação entre os corpos é nula ou desprezível. (SILVA, 2011). 
As colisões podem ser classificadas em três tipos: a colisão elástica, a 
colisão parcialmente elástica e a colisão inelástica. 
A colisão é denominada elástica quando ocorre conservação da 
energia e do momento linear dos corpos envolvidos. A principal 
característica desse tipo de colisão é que, após o choque, a velocidade 
das partículas muda de direção, mas a velocidade relativa entre os dois 
corpos mantém-se igual. (TEIXEIRA, 2014). 
Sobre a colisão parcialmente elástica 
Essa colisão tem como característica um coeficiente de restituição com 
o resultado entre zero e um. A velocidade de afastamento é menor que 
a de aproximação e há a dissipação de energia, de modo que a energia 
cinética inicial é maior que a energia cinética final. (BISQUOLO, 2009). 
Já sobre a colisão inelástica, diz-se que 
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A colisão inelástica é aquela em que o coeficiente de restituição vale 
zero e para isso, a velocidade de afastamento deve valer zero. Com a 
velocidade de afastamento valendo zero, fica fácil concluir que após a 
colisão os corpos ficam juntos. Essa colisão também é caracterizada 
como sendo aquela com a maior dissipação de energia mecânica. 
(BISQUOLO, 2009). 
 
2 RESULTADOS E ANÁLISES 
O vídeo produzido pela UNIVESP “Práticas para o Ensino de Física I - 
Aula 08 – Colisões”, é ministrado pelos professores Gilda Costa marques e 
Claudio Furukawa, tem como objetivo realizar diferentes experimentos para 
abordar o assunto de colisões, explicando seus conceitos e fenômenos 
abordados, e para isso, é necessário definir o momento linear, que é o produto 
da massa pela velocidade de um objeto, e é a primeira grandeza a ser estudada 
na teoria das colisões. 
Figura 1 – Práticas para o Ensino de Física I - Aula 08 – Colisões, [21:54] 
 
Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=AXztP7QjWFg 
Durante a realização da prática do pêndulo de Newton, podemos observar 
dois fenômenos: a conservação do momento linear e a ação e reação. A 
conservação do momento linear se dá quando a bola que dará impulso se choca 
com as demais, transferindo sua energia, assim como o momento linear para as 
outras. A ação e reação é observada no choque da bola com a que estava ao 
seu lado e no movimento da bolinha na extremidade oposta. Na minutagem 6:20, 
quando o professor Claudio utiliza três bolas, acontece que, a primeira bola 
transmitirá a quantidade de movimento pra segunda, que transmitirá pra terceira. 
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A bola do meio ficará "parada", apenas transmitindo a quantidade de movimento 
e as forças de uma para a outra. 
Figura 2 – Práticas para o Ensino de Física I - Aula 08 – Colisões, [21:54] 
 
Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=AXztP7QjWFg 
Para que haja conservação, o número de bolinhas iniciais, devem ser 
iguais ao número final. O que acontece na minutagem 7:42 é justamente isso, 
mesmo que tenham sido valores diferentes. Foram movimentadas 
simultaneamente duas bolas de uma extremidade e apenas uma bola da outra 
extremidade. Enquanto em um lado se movimentava duas, no outro, se 
movimentava uma e vice-versa, logo, pode-se realizar variações de colisões, 
alterando-se as massas e a quantidade de bolinhas. A quantidade de movimento 
total é sempre constante. 
Figura 3 – Práticas para o Ensino de Física I - Aula 08 – Colisões, [21:54] 
 
Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=AXztP7QjWFg 
O professor Claudio dá continuidade com outras práticas, e o 
procedimento dado no minuto 8:53 consiste em colocar a bola de tênis sobre a 
bola de basquete em uma determinada altura. Ao soltá-las, a bola de tênis sobe 
muito mais enquanto a bola de basquete desce. Para que haja conservação do 
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movimento, como a bola de basquete possui uma massa maior, ao bater na 
mesa, transmite a quantidade de movimento para a bola de tênis. Como a bola 
de tênis possui uma massa bem inferior, para ganhar a mesma quantidade de 
movimento linear, precisa aumentar sua velocidade, isso explica a bola de tênis 
ter alcançado uma altura muito maior. 
Figura 4 – Práticas para o Ensino de Física I - Aula 08 – Colisões, [21:54] 
 
Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=AXztP7QjWFg 
No minuto 9:45, o professor realiza o procedimento que utiliza três bolas 
num mesmo eixo. Ao bater na superfície, a bola maior irá transferir o movimento 
para a bola média, que irá transferir para a menor, que também poderá transferir 
para uma bola menor. Portanto, a última bola, a menor, terá muito mais 
velocidade do que a primeira, que é a maior. 
Figura 5 – Práticas para o Ensino de Física I - Aula 08 – Colisões, [21:54] 
 
Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=AXztP7QjWFg 
O procedimento que ocorre no minuto 15:15 utiliza o choque entre em 
uma bola de bilhar, um bloco de madeira e uma massa de modelar. Quando 
realizado sem a massa de modelar, ocorre uma colisão que não há muita perda 
de energia, logo, a bola de bilhar consegue derrubar o bloco. O professor Gil 
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comenta que, levando em conta a energia antes e depois, pode ser considerada 
como uma colisão elástica. Já com a massa de modelar, a bola de bilhar não é 
capaz de derrubar o bloco. Isso acontece porque praticamente toda energia da 
bola não se transforma em energia cinética do bloco, e sim a energia que se 
transforma em trabalho para amassar a massa de modelar. Portanto, toda 
energia foi transformada em trabalho mecânico e por sua vez em calor, no final. 
Figura 6 – Práticas para o Ensino de Física I - Aula 08 – Colisões, [21:54] 
 
Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=AXztP7QjWFg 
A transformação de energia elástica em energia térmica acontece no 
minuto 17:42. O professor Gil comenta que, muitas vezes, em uma colisão, pode-
se gerar calor, o que será demonstrado pelo professor Claudio e ressalta que, 
devemos levar em conta a energia elástica. O professor bate as duas bolas de 
aço rapidamente entre a folha de papel, gerando um furo. O professor Gil 
comenta que, ao realizar esse procedimento, sente-se cheiro de papel 
queimado. 
Figura 7 – Práticas para o Ensino de Física I - Aula 08 – Colisões, [21:54] 
 
Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=AXztP7QjWFg 
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Por fim, o procedimento que ocorre no minuto 20:00, é o canhão de 
Gauss. O procedimento apresenta algumas bolas dispostas numa placa de aço. 
A bola que está situada no início da placa é soltada com uma certa velocidade, 
fazendo que a bola que estava por último saia com a velocidade muito maior do 
que a bola lançada inicialmente. Isso acontece