Relatório - Colisões, Provas de Engenharia Informática

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CURSO DE ENGENHARIA DA COMPUTAÇÃO

UFC-CAMPUS SOBRAL

FÍSICA EXPERIMENTAL ENGENHARIA I – PRÁTICA 8

COLISÕES

SOBRAL-CE

AUTOR:

JOÃO RODRIGO SOUZA CALIXTO

COLISÕES

Relatório prático apresentado a UFC – Universidade Federal do Ceará para a avaliação da disciplina de Física Experimental para Engenharia I.

Professora: Nilena Brito Maciel Dias

SOBRAL, 2013

1. OBJETIVOS

 Apresentar situações onde ocorrem colisões elásticas e colisões inelásticas.  Determinar as velocidades dos móveis antes e depois das colisões elásticas e colisões inelásticas.  Verificar se há conservação do momento em colisões elásticas e colisões inelásticas.  Verificar se há conservação da energia cinética em colisões elásticas e colisões inelásticas.

2. MATERIAIS

01 COLCHÃO

01 UNIDADE GERADORA DE FLUXO DE AR LINEAR AZEHEB

06 SENSORES FOTOÉLETRICO X FIXADOR PARA CHOQUE ELÁSTICO 01 ACESSÓRIOS PARA CHOQUE ELÁSTICO 01 CABOS 01 CRONÔMETRO DIGITAL ATÉ QUATRO INTERVALOS SUCESSIVOS

OBS: A montagem experimental foi feita pelo professor.

3. INTRODUÇÃO TEÓRICA

Se pegarmos dois objetos com massas diferentes, ou até mesmo iguais e fazemos ambos se chocar cada um deles adquirem velocidades em sentidos oposto. Pode se dizer que é a 3ª Lei de Newton de “ação e reação”. Equação do impulso:

∫

Essa situação é uma colisão e para o entendimento da mesma, teremos que entender também energia cinética e momento linear. Momento linear é a quantidade movimento de um corpo com sendo seu produto da massa do mesmo pela sua velocidade:

Onde o impulso é igual a variação do momento: Todo objeto que é posto sobre qualquer velocidade ele terá sua velocidade inicial e sua velocidade final após a força aplicada.

Energia cinética e a energia do “movimento”, ou seja, só há essa energia se o objeto estiver em movimento. Equação da Energia Cinética:

Energia cinética total do sistema e aquela em que dois corpos se colidem cada um com sua energia cinética e seu momento linear e mantem-se conservada, ou seja, não há perda de momento linear, nem de energia cinética para outras formas de energia como: Energia sonora. Esse tipo de colisão e chamada de elástica. Por outro lado, colisões onde a perda de energia. Como por exemplo, a batida de duas motos. Parte da energia e transformada em energia sonora. Assim perdendo energia cinética do sistema. Porém, conservando seu momento linear. Essa colisão dá-se o nome de inelástica. Dentro das colisões elásticas, temos as colisões perfeitamente inelásticas, isto é, quando os dois corpos após a colisão permanecem “grudados”. Quando isso acontece a perda de energia do sistema é alta.

4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

1 - Determine a posição, x, dos sensores fotoelétricos: 1, 2, 3, e 4. = 0,150 m, = 0,300 m, = 0,450 m, = 0,600 m. (variação de 0,150m) 2 - Determine o deslocamento do móvel 1, e do móvel 2, 𝞓. Choque Elástico. Móvel 1 com fixador para choque elástico. Preencha a Tabela 1. 3 - Com o cronômetro na função F3, determine o intervalo de tempo, _t1, que o móvel 1 leva para percorrer o deslocamento _X1 e o intervalo de tempo, _t2, que o móvel 2 leva para percorrer o deslocamento 𝞓. 4 - Determine a velocidade V1 = _X1/_t1 e a velocidade 𝞓 𝞓. 5 - Determine as massas dos móveis 1 e 2. = _________ kg, e = _________ kg. 6 - Determine, para os móveis 1 e 2, seus momentos lineares, P = mV, antes e depois do choque elástico.

7 - Determine, para os móveis 1 e 2, suas energias cinéticas, K = , antes e depois do

choque elástico.

 Verifique se há conservação da energia cinética em choques elásticos.

No choque elástico como o momento e conservado a energia cinética também. Comparados

os dados da tabela e com margem de erro de até 12% como foi exposto na segunda média.

Essa grande margem de erro e devido a grande parte da energia cinética ser perdida no

momento do impacto.

 Verifique se há conservação do momento em choques inelásticos.

No choque inelástico o momento e conservado. O móvel ao bater em outro em inercia passar

o seu momento para o outro se tornando apenas uma “única” massa e conservando seu

momento. Com os dados apresentados no experimento com a margem de erro menor igual a

5% para dois dos três casos. Podemos dizer que são iguais e que o momento é conservado.

 Verifique se há conservação da energia cinética em choques inelásticos.

No choque inelástico não a conservação de energia, pois não há conservação de energia.

Como resultado, os corpos podem sobre deformação e aumento de temperatura, além do que,

a perda de energia no impacto transformada em energia sonora. Os dados da tabela 2. Mostra

o caso mais especificamente onde a perda de energia passa de 50% em todos os casos.

6. CONCLUSÃO

No experimento foi possível estudar os comportamentos de corpos diante das colisões elástica e inelástica. Como já foi explicado cada tipo de colisão e seus comportamentos. Nas colisões elásticas pode se conclui que é realmente elástica comprovada pela conservação do seu momento linear e de sua energia cinética com as margens de erro supracitada. Nas colisões inelásticas o momento linear foi comprovado pelos valores tabelados e sua variação de energia com margens de erro maiores que 50% comprovamos que a energia

cinética na colisão inelástica não e conservada. A perda de energia ou de momento foi devida: A transformação de energia cinética em energia sonora, deformação do objeto no momento do impacto, calor e etc. Portanto, para dados experimentais o experimento foi satisfeito. Uma vez que os cálculos tabelados são de acordo com os conceitos teóricos de colisões.

7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFIAS

HALLIDAY, David. RESNICK, Robert. WALKER Jearl. Fundamentos de física I. Trad. de José Paulo Soares de Azevedo. 7ª ed. Rio de Janeiro. Livros técnicos e científicos S.A. 2002.

NUSSENZVEIG, H. Moyses. Curso de Física - vol. 1 / H. Moysés Nussenzveig – 4ª edição ver. – São Paulo: Blucher – 2002.

A enciclopédia livre, WIKIPÉDIA – Disponível em: http://pt.wikipedia.org/wiki/Colisão. Acessado: 23/01/2013.