Colisoes bidimensionais relatorio paracial

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Colisões bidimensionais
Objetivo
Verificar a conservação da quantidade de movimento Linear e a conservação da energia
em colisões não frontais entre uma esfera em movimento e outra em repouso; ambas com
mesma massa, em um plano horizontal.
Equipamentos
1 suporte com rampa de lançamento e acessórios
2 esferas de aço de massas iguais
02 folha de papel e papel carbono
1 brumo
1 régua
1paquímetro
1 trena
1 balança
1 régua
Introdução Teórica
Em uma colisão, o momento linear total se conserva; no caso de a energia cinética
também se conservar, a colisão é chamada de elástica. Caso contrario, a colisão é
chamada de inelástica. Para um sistema de duas partículas o momento linear se define
como:
p = m1v1 + m2v2
onde o momento p e v a velocidade são grandezas vetoriais,Entretanto, a energia
cinética se define como:
K = ½ m (v1)2 + ½ m (v2)2
Então, quando a suma total de forças que atuam sobre o sistema de partículas é nula,
dizemos que o momento p se conserva e se a energia cinética também se conserva no
processo, então a colisão será elástica.
É difícil testar esse modelo em laboratório, pois sempre existem forças de atrito, que
mascaram o resultado final.Como a força de atrito é uma força de contato, se fosse
possível efetuar o choque no ar e analisar as trajetórias antes e depois do choque
também no ar, os efeitos das forças de atrito seriam reduzidos praticamente a zero. Isso
porque a única força dissipativa neste caso seria a resistência do ar, totalmente
desprezível se as velocidades forem baixas e as trajetórias curtas. Neste experimento,intentaremos nos aproximar a esta situação colocando uma esfera em repouso sobre um
suporte regulável posicionado a certa distância do ponto de escape da rampa de
lançamento. Para produzir uma colisão bidimensional entre duas esferas iguais, é
necessário assegurar que seus centros de massa antes da colisão se desloquem no
mesmo plano. O suporte provido de um parafuso de apoio permite ajustar aaltura da
esfera em repouso de maneira a estabelecer a condição experimental onde as
velocidades das esferas depois da colisão também sejam horizontais.
Nesta atividade experimental pretendemos estudar os processos de conservação do
momento linear e a energia em colisões bidimensionais entre duas esferas de aço iguais,
estando uma em repouso. Estas colisões serão produzidas num planohorizontal a uma
altura H medida a partir de um referencial na base do suporte. Do conhecimento adquirido
na experiência sobre lançamento de projeteis sabemos que o módulo da velocidade v de
uma esfera lançada horizontalmente desde uma altura H é proporcional ao alcance S da
esfera, isto é:
v = ( g / 2H )1/2 S
onde g é a aceleração da gravidade. Portanto, podemos usar a altura H e os alcances dasesferas para estimar suas velocidades antes e depois da colisão.
ATIVIDADE I (colisão não frontal)
(a).- Monte o sistema de modo similar como na experimento movimento de um projétil.
Leve em conta todos os cuidados tidos nessa experiência. Ajuste o parafuso de apoio da
esfera em repouso de modo que no momento da colisão as esferas estejam no mesmo
nível. Identifique as esferas como esfera 1 eesfera 2 (em repouso) e meça a massa (m) e
o diâmetro (d) de cada uma delas. Meça a distância (D) desde o ponto de apoio da esfera
em repouso ao ponto de escape na rampa de lançamento. Anote estes resultados. Não
esqueça indicar a incerteza de suas medidas.
(b).- Para determinar o momento inicial, retire a esfera 2 do sistema e faça 5 lançamentos
com a esfera 1. Com a distância percorrida Soe a altura H, estime a velocidade inicial da
esfera 1.
(c).- Desloque lateralmente o suporte da esfera em repouso a fim de possibilitar a colisão
não frontal. Realize um lançamento da esfera 1 contra a esfera 2 e observe a posição
dos impactos das esferas. Com fita adesiva, fixe folhas de papel (recobertas com papel
carbono, de modo que possa registrar os pontos de impacto das duas esferas...
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