relatório de colisões - colisão elástica e colisão inelástica

8/19/2019 Relatório de Colisões - Colisão elástica e colisão inelástica

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EXPERIMENTO 7: COLISÕES

ACADÊMICOS:

CASSIO ISHIZU WIEHE

GUILHERME FURLAN

OSVALDO RAU NETO

FERNANDO TETSUI

ENGENHARIA DE MATERIAIS – BLU02753B

DISCIPLINA: FÍSICA 1 – EXPERIMENTAL

PROFESSOR: DR. LUCAS CHAVERO

BLUMENAU – SC

2015


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1. DADOS EXPERIMENTAIS

1.1 Gráficos

1.1.1 Velocidades da colisão elástica

Velocidade dos carrinhos de massa m e m, colisão elástica

Velocidade dos carrinhos de massa m e 3m, colisão elástica


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Velocidade dos carrinhos de massa 3m e m, colisão elástica

1.1.2 Velocidades da colisão inelástica

Velocidade dos carrinhos de massa m e m, colisão inelástica


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Carrinho 2 - massa m - 0,337 +- 0,002 m/s

Colisão inelástica

Caso 1Carrinho 1 - massa m 0,408 +- 0,007 m/s 0,182 +- 0,005 m/s


Caso 2Carrinho 1 - massa m 0,498 +- 0,007 m/s 0,114 +- 0,004 m/s

Carrinho 2 - massa 3m - 0,114 +- 0,005 m/s

Caso 3Carrinho 1 - massa 3m 0,228 +- 0,005 m/s 0,230 +- 0,005 m/s


3. MOMENTO LINEAR DOS CARRINHOS

Colisão elástica

Caso 1Carrinho 1 - massa m

Antes Depois

0,0807 +- 0,0005 kg.m/s - 0,00495 +- 0,00003 kg.m/s

Carrinho 2 - massa m - 0,069 +- 0,001 kg.m/s

Caso 2Carrinho 1 - massa m 0,1103 +- 0,0003 kg.m/s -0,046 +- 0,002 kg.m/s

Carrinho 2 - massa 3m - 0,143 +- 0,005 kg.m/s

Caso 3Carrinho 1 - massa 3m 0,207 +- 0,003 kg.m/s 0,0640 +- 0,0008 kg.m/s



Caso 1Carrinho 1 - massa m 0,108 +- 0,002 kg.m/s 0,048 +- 0,001 kg.m/s


Caso 2Carrinho 1 - massa m 0,132 +- 0,002 kg.m/s 0,030 +- 0,001 kg.m/s

Carrinho 2 - massa 3m - 0,091 +- 0,004 kg.m/s

Caso 3Carrinho 1 - massa 3m 0,182 +- 0,004 kg.m/s 0,183 +- 0,005 kg.m/s


4. IMPULSO SOFRIDO

Colisão elástica


Antes

-0,00496 +- 0,00003 kg.m/s

Carrinho 2 - massa m 0,069 +- 0,002 kg.m/s

Caso 2Carrinho 1 - massa m -0,157 +- 0,003 kg.m/s

Carrinho 2 - massa 3m 0,138 +- 0,004 kg.m/s

Caso 3Carrinho 1 - massa 3m -0,260 +- 0,002 kg.m/s



Caso 1

Carrinho 1 - massa m -0,061 +- 0.003 kg.m/s

Carrinho 2 - massa m 0,049 +- 0,002 kg.m/sCaso 2 Carrinho 1 - massa m -0,101 +- 0,004 kg.m/s


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Carrinho 2 - massa 3m 0,087 +- 0,004 kg.m/s

Caso 3Carrinho 1 - massa 3m 0,002 +- 0,008 kg.m/s


5. ENERGIA CINÉTICA DOS CARRINHOS

Colisão elástica


Antes Depois

0,0012 +- 0,0002

Joules0,000046 +- 0,0000005 Joules

Carrinho 2 - massa m - 0,0090 +- 0,0003 Joules

Caso 2Carrinho 1 - massa m 0,023 +- 0,001 Joules 0,0037 +- 0,0004 Joules

Carrinho 2 - massa 3m - 0,0124 +- 0,0007 Joules

Caso 3Carrinho 1 - massa 3m

0,0259 +- 0,0019

Joules0,0025 +- 0,0005 Joules

Carrinho 2 - massa m - 0,015132 +- 0,00018 Joules



0,0222 +- 0,0007


Carrinho 2 - massa m 0,0045 +- 0,0003 Joules


0,0330 +- 0,0009


Carrinho 2 - massa 3m 0,0050 +- 0,0004 Joules

Caso 3Carrinho 1 - massa 3m 0,0199+- 0,0009 Joules 0,0203 +- 0,0009 Joules

Carrinho 2 - massa m 0,0090 +- 0,0002 Joules

6. CONSERVAÇÃO DO MOMENTO LINEAR E ENERGIA CINÉTICA

Com a tolerância de 5% para as medições, todos os testes ultrapassaram os

limites para conservação de energia ou para a conservação do momento linear,

portanto, foi observado que em nenhum dos experimentos tanto a energia quanto

o movimento linear não se conservaram.

A energia cinética que não é conservada, se dissipa em forma de energia

potencial elástica. No caso da colisão elástica, existem forças externas atuando,

como por exemplo a força de atrito. Na colisão inelástica, como as partículas se


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colidem, há uma deformação causando um rebatimento das partículas de tipo

elástico, o que causa a dissipação de energia potencial elástica.

7. COEFICIENTE DE RESTITUIÇÃO

Coeficiente de restituição para os carrinhos em cada caso:

O coeficiente de restituição mede a razão entre as velocidades relativas de

afastamento após um choque e de aproximação, antes do choque.

Nas colisões inelásticas, o coeficiente é 0, pois os corpos “grudam” após o

choque e permanecem juntos. Ou seja, pode-se dizer que o coeficiente de

restituição diz o quanto elástica ou inelástica é uma colisão.

8. O QUE OCORRE COM A MUDANÇA DAS MASSAS

Consideremos dois carrinhos de massas m1 e m2, sendo m2 muito maior que m1.

Em uma colisão em que o carrinho m1 atinge o carrinho m2, o carrinho de massam1 ricocheteia e vai para o sentido negativo, andando de “ré”, enquanto que o

carrinho de massa m2, segue para frente com velocidade próxima do repouso.

Explicando em uma equação:

Colisão elástica

Caso 1 - m e m 0,54 +- 0,01

Caso 2 - m e 3m 0,77 +- 0,02

Caso 3 - 3m e m 0,26 +- 0,01


Caso 1 - m e m 0,41 +- 0,02

Caso 2 - m e 3m 0,5 +- 0,1

Caso 3 - 3m e m 0,26 +- 0,04


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Se o carrinho de massa m2 (mais pesado) é lançado contra o carrinho de massa

m1, os corpos mantêm a mesma trajetória e permanecem juntos, com o carrinho

de massa m1 adquirindo a momento linear do carrinho de massa m2.

9. ENERGIA DO CARRINHO NA ETAPA INTERMEDIÁRIA

No momento em que ocorre a colisão a energia cinética se transforma em energia

potencial elástica. Em uma fração de segundos ambos os corpos ficam parados e

há uma deformação entre os carrinhos de caráter elástico, semelhante a uma

mola.

10.ENERGIA CINÉTICA INICIAL E FINAL

Em uma colisão, a energia cinética final pode ser maior que a energia cinética

inicial, se houver influência de forças externas. Como, por exemplo, em uma

colisão com uma explosão, a energia potencial da explosão é transformada em

energia cinética. Assim, a energia cinética final é maior que a inicial. Esse tipo de

colisão é chamada de super elástica e é indicada por um coeficiente de restituição

maior que 1. Quando o coeficiente de restituição é igual a 0, a colisão é

totalmente inelástica.

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