Momento linear

Páginas: 5 (1129 palavras) Publicado: 4 de dezembro de 2014
Momento Linear
Objetivo:
Através da conservação do momento linear queremos encontrar a velocidade final do objeto, após uma colisão completamente inelástica.
Fundamentação Teórica:
O momento linear (ou quantidade de movimento) é uma grandeza vetorial que caracteriza o movimento de um corpo de massa m, com uma determinada velocidade v:
=
m é sempre uma grandeza escalar positiva, logo epossui a mesma direção. A unidade de momento no SI é o quilograma – metro por segundo (kg.m/s).
Newton expressou sua segunda lei originalmente em forma de momento:

E isso nos fornece:

Assim, a força resultante que atua sobre uma partícula é igual à taxa de variação no tempo da quantidade de movimento da partícula. Mas de acordo com a segunda lei de Newton para um sistema de partículas, éigual à força externa resultante que atua sobre o sistema. Então,

Quando a soma das forças externas que atuam sobre um sistema de partículas permanece zero, a taxa de variação da quantidade de movimento total permanece zero, e a quantidade de movimento total do sistema permanece constante. Isto é, se

Esse resultado é conhecido como conservação da quantidade de movimento, que tambémpode ser escrito como:

Onde os índices se referem a valores da quantidade de movimento inicial e final.

Figura 1- O momento do disparo é nulo. Após o disparo, o momento é ainda nulo, pois o momento adquirido pelo rifle é igual em valor, mas em sentido oposto ao momento adquirido pela bala.

Impulso e Colisão
O impulso mede o esforço (força) realizado sobre um corpo em determinado intervalode tempo. Isto é,

Teorema do impulso: Para o calculo do impulso, basta saber a quantidade de movimento inicial e no final e fazer a diferença, ou seja,

Durante o tempo de colisão, quaisquer forças externas sobre os dois corpos são, usualmente, muito mais fracas do que as forças de interação entre eles.
Assim, os corpos que colidem podem ser tratados, usualmente, como um sistema isoladodurante a colisão. Durante a colisão, as únicas forças significativas são as forças internas de interação, que são iguais e opostas.
Como resultado, a quantidade de movimento é conservada. Isto é, a quantidade de movimento total no sistema no instante antes da colisão é igual à quantidade de movimento total do sistema no instante após a colisão. O tempo de colisão é tão curto que os deslocamentosdos corpos durante a colisão podem ser desprezados.
Quando a energia cinética total do sistema de dois corpos é a mesma antes e depois da colisão, a colisão é chamada de colisão elástica que podemos definir como sendo: “Uma colisão entre dois ou mais corpos na qual estes não sofrem deformações permanentes durante o impacto”. Numa colisão elástica conservam-se tanto o momento linear como a energiacinética do sistema, e não há intercâmbio de massa entre os corpos, que se separam depois da colisão.


Figura 2- Colisão elastica

Para dois corpos A e B em colisão inelástica, há perda de energia cinética, mas conservando-se a energia mecânica. Após o choque, os corpos deslocam-se em conjunto com velocidades finais iguais. Como é válida a conservação da quantidade de movimento.

Figura3- colisão inelástica

Metodologia:
Material:
A fim de atingirmos nosso objetivo fizemos uso do detector de movimento do tipo “Photogate”, trilho de ar com planador e acessórios do mesmo.
Procedimento:
Montamos o trilho de ar de modo que este estivesse nivelado de forma que os planadores ficassem parados no trilho quando não estivesse atuando forças externas neles. Tomamos o cuidado para queos planadores não deslizassem para nenhum lado. Deixamos fixa a distância do planador até o Photogate. As figuras abaixo mostram o esquema experimental.
Figura 4- Trilo de ar Figura 5- Planadores

Figura 6 – Photogate


Medimos o comprimento do planador (0,1m) e sua massa (0,2kg). Depois, colocamos o planador no trilho a uma distância d= 0,1m do detector de movimento (Photogate) e a...
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