Relatório de colisões

Páginas: 11 (2696 palavras) Publicado: 28 de abril de 2013
UNIFEI - Universidade Federal de Itajubá




Departamento de Física e Química

Experimento 5 – Colisões Bidimensionais

 Vinicius Fortes de Castro
Engenharia Mecânica – PL
FIS 204- Física I

Aluno:
Felipe Augusto Lombardi dos Santos - 23721

Itajubá-MG
05/12/2012

INDICE

1. OBJETIVOS 3
2. INTRODUÇÃO 4
2.1. Colisões Bidimensionais 4
2.2. Quantidade deMovimento 5

2.3. Colisões Elásticas 6

3. Metodologia 9
3.1. Materiais para o experimento 9
3.2. Coleta e Análise de dados 9
4. Discussão 15
5. Conclusão 16
6. Bibliografia 16

1. Objetivos

Esse relatório tem como objetivo obter o registro da colisão de dois pucks sobre a mesa de ar. Para isso, estudou-se a colisão quanto à trajetória, às velocidades e às energiasmecânicas. Os físicos também concordam com isso, e desenvolveram toda uma teoria para o tratamento de colisões com base em certas leis de conservação, ou seja, identificaram-se certas quantidades cujo valor, na ausência de forças externas, é o mesmo antes e depois da colisão (nada se pode afirmar quanto ao durante!). Entre essas quantidades, destacam-se os momentos lineares e angulares e, emcertos casos (nas chamadas colisões elásticas), a energia cinética.

Portanto, o propósito é efetuar um estudo com base na colisão elástica fotografada sobre a mesa de ar, efetuando um estudo das leis de conservação.



2.Introdução

2.1. Colisões Bidimensionais

Neste relatório, serão abordadas colisões bidimensionais, isto é, colisões em que as velocidades dos corpos quecolidem são dirigidas segundo duas direções, antes e após a colisão.
A colisão se divide em duas fases: a fase de deformação e a fase de restituição.

A fase da deformação começa quando os “pucks” entram em contato e passam a se deformar mutuamente. Nesta fase a velocidade relativa entre os corpos vai gradativamente diminuindo e a energia cinética do sistema pode se transformar em várias modalidadesde energia:

* Energia Potencial Elástica: que fica armazenada no sistema e ainda pode ser retransformada em cinética; esta energia corresponde ao trabalho desenvolvido nas deformações elásticas.
* Trabalho: nas deformações plásticas ou permanentes.
* Energia Térmica: ligada ao aquecimento dos corpos.
* Energia Sonora ou acústica: ligada ao “barulho” produzido por ocasião doimpacto.

A fase de deformação termina quando os pucks que estão colidindo tiverem a mesma velocidade, isto é, quando a velocidade relativa se anular. Nessas condições, a energia cinética do sistema terá seu valor mínimo durante todo o transcorrer do choque e a energia potencial elástica será máxima.

Na fase de restituição, desaparecem as deformações elásticas e a energia potencial elásticaarmazenada é retransformada em energia cinética, podendo haver mais produção de energia térmica e acústica. [A fase de restituição somente termina quando os corpos se separarem.]

A fase de deformação sempre existe, porém a fase de restituição pode não existir.

2.2. Quantidade de Movimento

Durante o breve intervalo de tempo em que se dá a colisão mecânica, as forças internas de ação e reação,entre os corpos que colidem são muito intensas, de modo que eventuais forças externas ao sistema constituído pelos corpos em colisão se tornam desprezíveis, portanto:

“Em qualquer tipo de colisão mecânica (Sistema Isolado), há conservação da quantidade de movimento total do sistema constituído pelos dois corpos que colidem.”

Colisão Elástica: Vaf = Vap e, portanto a energia cinética final dosistema será igual à energia cinética inicial (sistema de forças conservativo).

Colisão parcialmente elástica: a energia cinética final do sistema é menor do que a energia cinética inicial. A perda de energia mecânica nos revela que o sistema de forças ligado a uma colisão parcialmente elástica é dissipativo.

Colisão perfeitamente inelástica: a velocidade de afastamento é nula, isto é, os...
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