Coeficiente de restituição

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COEFICIENTE DE RESTITUIÇÃO

Introdução

No experimento em questão estudamos a colisão de um carro que estava sob um trilho de ar inclinado onde ele bateria em uma mola no fim do trilho, assim observamos o que aconteceu no inicio, durante e depois da colisão.
As colisões são classificadas como elásticas e inelásticas que varia conforme a energia que se ganha ou que se perca no processo. Senão há perda durante a colisão é dita perfeitamente elástica e onde o módulo da velocidade relativa das partes que colidem se mantém após a colisão. A colisão perfeitamente inelástica acontece quando as partes que colidem se juntam e, consequentemente, a velocidade relativa após a colisão é zero.

Definimos o coeficiente de restituição como:

ε = Vf
Vi

* Onde v’seria o módulo da velocidade relativa após a colisão e v o módulo da velocidade relativa antes da colisão. Assim, numa colisão perfeitamente elástica ε = 1, e numa colisão perfeitamente inelástica ε = 0.

Objetivos

Verificar se o carrinho após ser solto em um trilho de ar, assim eliminando o atrito em uma determinada distancia de uma mola instalada no final do trilho, vendo que eladecai exponencialmente conforme as repetições do experimento.
Com os dados determinaremos o coeficiente de restituição, assim analisando a variação de energia.

Material Utilizado

* 01 trilho de 120cm conectado a uma unidade de fluxo de ar;
* 01 bloco cilíndrico para inclinar o trilho;
* 01 Y de final de curso com fixador U para elástico;
* 01 carrinho para o trilho;
*01 elástico circular;
* 01 tubo de ensaio;
* 01 suporte para acoplar o tubo de ensaio ao carrinho;
* 01 fita métrica;
* 01 Água para encher o tubo de ensaio.

Procedimentos

O procedimento começa soltando o carrinho de uma posição considerável do ponto final do trilho e registrar a posição para a qual ele retorna.
1. Verifique se todos os itens da relação de materiaisestão em sua bancada. Uma fita métrica pode ser afixada ao longo do trilho, mais próxima da região onde o carrinho desliza, para facilitar as leituras das posições do carrinho.
2. Utilize o bloco cilíndrico para inclinar o trilho de ar.
3. Verifique se o elástico na base onde ocorrerá o choque está dobrado em quatro tiras.
4. Ligue a unidade de fluxo de ar e ajuste a posição do seletor nomeio da escala.
5. Anote a posição onde ocorrerá a colisão na base do trilho de ar ( Xe = posição do elástico) .
6. Realize uma sequência de medidas, com o tubo de ensaio totalmente vazio da seguinte maneira:
* Com a pista inclinada, escolha uma posição inicial para soltar o carro. Anote o valor dessa posição inicial X0 e solte o carro. Ele irá colidir com a mola na base do trilho de ar eretornar até uma posição X1. Anote o valor dessa posição X1.
* Em seguida, coloque o carro na posição X1 e solte novamente. Após a colisão, ele atingirá uma nova posição X2, anote a posição X2.
* Solte o carro da posição X2, anote a posição X3 para a qual ele retorna. Repita o processo para o maior número de colisões possível. Registre os dados usando o modelo da tabela 1. 37. Repita o procedimento acima com o tubo de ensaio com ¼ do volume com água, com ½ do volume com água, com ¾ do volume com água e finalmente com o tubo de ensaio totalmente cheio.

Dados experimentais

Tabela 1 : Posição do carrinho em função do número da colisão para quantidades distintas de água no tubo de ensaio.

Nº de Colisões Erro = 0,05 | Tubo vazio | Tubo ¼ V de H2O | Tubo ½ Vde H2O | Tubo ¾ V de H2O | Tubo cheio de água |
00 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 |
01 | 55,1 | 53,5 | 53,2 | 52,5 | 55,8 |
02 | 50,7 | 47,5 | 47,9 | 49,1 | 51,6 |
03 | 47,1 | 42,8 | 42,9 | 44,9 | 48 |
04 | 43,7 | 38,4 | 38,9 | 40,9 | 44,9 |
05 | 40,1 | 34,9 | 34 | 37,4 | 41,3 |
06 | 36,9 | 31,5 | 30,6 | 34,2 | 38,2 |
07 | 34,3 | 28,8 | 28,4 | 31,2 | 35,4 |
08 | 31,9 | 26 | 25,3 |...
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