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Sumário
- Resumo...................................................................................................................................
- Introdução...............................................................................................................................
- Materiais e procedimentos......................................................................................................
- 3.1 Materiais...............................................................................................................................
- 3.2 Procedimento experimental..................................................................................................
- Resultados e Discussão...........................................................................................................
- 5.Conclusão................................................................................................................................
- Referências bibliográficas......................................................................................................
Quando dois corpos se chocam e permanecem juntos após o choque, ocorre à maior perda de energia cinética, e a colisão é dita perfeitamente inelástica. Podemos imaginar um corpo de massa m1 que se move em linha reta, com velocidade inicial Vi,1, em direção a um outro corpo de massa m2 inicialmente em repouso. Os corpos se chocam e, após a colisão, permanecem unidos, se movimentando com velocidade V. Considerando que estes dois corpos constituem um sistema fechado e isolado, pode-se afirmar que o momento linear total antes do choque é igual ao momento total do sistema após a colisão.
Dessa forma, podemos calcular a velocidade V dos corpos após a colisão. Pode-se observar também que V será sempre menor do que Vi,1, isto é, nos casos de colisão perfeitamente inelástica, a velocidade dos corpos após a colisão é sempre inferior à velocidade inicial do projétil que se choca com o alvo estacionado.
2. Introdução
Uma colisão inelástica é aquela em que não ocorre a conservação da energia cinética entre os corpos que se colidem. Neste caso, a energia cinética é dissipada em outra forma de energia, provavelmente térmica. Numa colisão perfeitamente inelástica, na qual os corpos permanecem juntos após a colisão, e se perca alguma energia cinética seja qual for à colisão inelástica, o momento linear do sistema se conserva. Observando que tanto a energia cinética e o momento linear tratam das velocidades dos corpos em colisão, e o momento se conserva, dizemos que o momento linear limita o quanto se perde da energia cinética.
O choque inelástico tem como objetivo determinar a velocidade inicial e final do 1° carrinho, verificar a conservação do momento linear do sistema, determinar a velocidade inicial e final do segundo carrinho e verificar a conservação da energia mecânica do sistema. .
3. Materiais e procedimentos
3.1 Materiais (experimento 1).
- Calculamos a quantidade de movimento depois do choque.
- Calcular a energia cinética antes do choque.
- Calculamos a energia cinética depois do choque. 4. Resultados e Discussão.
Primeiro, calculamos a velocidade desenvolvida pelo primeiro carrinho antes do choque , ou seja, sua velocidade inicial (V1):
Para isto, utilizamos o primeiro tempo medido pelo cronômetro (T1), tempo este correspondente a um deslocamento (Δx) de 0,100 m:
Deslocamento Tempo 1 Δx = 0.1 m T1 = 0,219 s
Assim Obtivemos:
Velocidade inicial 1 V1 = 0,4566 m/s
Assim, considerando que o segundo carrinho se encontrava em repouso antes do primeiro carrinho chocar-se com ele, temos que a velocidade inicial do segundo carrinho é nula:
Velocidade inicial 2 V2 = 0
Com isso, calculamos a velocidade desenvolvida pelos carrinhos depois do choque , ou seja, sua velocidade final (V’1) = (V’2), pois eles passaram a andar juntos depois do choque:
Para isto, utilizamos o segundo tempo medido pelo cronômetro (T2), tempo este correspondente a um deslocamento de 0,100 m:
Deslocamento Tempo 2 Δx = 0.1 m T2 = 0,369 s
Assim obtivemos:
Velocidade final 1 e 2 V’1 e V’2 = 0,2710 m/s
Após determinar as velocidades iniciais e finais dos carrinhos, verificamos a conservação da quantidade de movimento do sistema, levando em consideração que para haver esta conservação, devemos obter Qi (Quantidade de Movimento Inicial) igual à Qf (Quantidade de Movimento Final):
Para isto, primeiro calculamos a quantidade de movimento do sistema antes do choque , ou seja, a quantidade de movimento inicial do sistema (Qi):
Para calcular a quantidade de movimento usamos as massas dos carrinhos evidentes na tabela:
Carro preto 1 Massa Carro preto 2 Massa M1 = 217,8 g M2 = 217,7 g M1 = 0,2178 Kg M2 = 0,2177 Kg
Assim obtivemos:
Quantidade inicial Qi = 0,99 Kg m/s
Depois, calculamos a quantidade de movimento do sistema depois do choque , ou seja, a quantidade de movimento final do sistema (Qf ):
Assim obtivemos:
Quantidade final Qf = 0,1180 Kg m/s
Com Qi e Qf calculados, pudemos verificar se houve ou não conservação na quantidade de movimento do sistema.
Assim, considerando uma tolerância de erro de 5%, pode-se afirmar que a quantidade de movimento do sistema foi conservada.
Para finalizar as análises referentes ao nosso primeiro experimento, verificamos a conservação da energia mecânica do sistema, mas, sabemos que a energia mecânica considera a energia potencial e a energia cinética de um sistema, porém, no sistema que adotamos, apenas foi considerada a energia cinética, assim, para obter a conservação da energia, Ec,i (Energia Cinética Inicial) deve ser igual a Ec,f (Energia Cinética Final). Para isto, primeiro calculamos a energia cinética antes do choque , ou seja, a energia cinética inicial do sistema (Ec,i):
Assim obtivemos:
Energia cinética inicial Ec,i = 0,0295 J
Depois, calculamos a energia cinética do sistema depois do choque , ou seja, a energia cinética final do sistema (Ec,f ):
Assim obtivemos:
6. Referências bibliográficas.
Fundamentos de física, volume 1: mecânica / David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker; tradução e revisão técnica Ronaldo Sérgio de Biasi. - 8.ed. - Rio de Janeiro:LTC,
http://www.fsc.ufsc.br/~canzian/simlab/colisoes/colisoes.html (Pesquisado em 08 de Maio de 2011)
