Conservação Do Momento Linear

Universidade Federal do Maranhão

Centro de Ciências Exatas e Tecnologias

Departamento de Física – Física Moderna (Experimental)

Aluna: Vanessa de Oliveira Holanda Código: 2013006005

2° Relatório de Física I (Experimental)

CONSERVAÇÃO DO MOMENTO LINEAR

São Luís, 02 de dezembro de 2013

Título

CONSERVAÇÃO DO MOMENTO LINEAR.

Objetivo

Verificar a lei de conservação do momento linear ou quantidade de movimento.

Material Utilizado

- Carros;

- Trilho de ar;

- Cronômetro digital;

-Balança.

Figura 1: balança com carro (móvel) a ser pesado

 

Fundamentação teórica

Se duas partículas formam um sistema isolado (não existem forças externas atuando) e elas colidem, podemos usar a terceira lei de Newton, isto é, “a toda ação corresponde uma reação, igual em intensidade e de sentidos opostos” para analisar como será o movimento das partículas após a colisão. Como o sistema é isolado, as forças de ação e reação são as que atuam internamente, ou seja, o sistema deve permanecer em equilíbrio com MRU (Movimento Retilíneo Uniforme) ou em repouso. Consequentemente, como não houve forças externas atuando para modificar o equilíbrio, todas as grandezas internas devem se conservar.

Por definição, o momento linear ou quantidade de movimento é definido como o produto da massa do corpo por sua velocidade, □(→┬P ) =m.□(→┬v ), e cuja direção e sentido são os mesmos da velocidade. No caso de colisão entre duas partículas, o momento linear total antes da colisão deve ser igual ao momento linear total após a colisão (para um sistema isolado). Este fenômeno é o conhecido “conservação do momento linear”. Matematicamente, isto é expresso como:

PA (antes da colisão) = PB (depois da colisão)

PA = m1V1A + m2V2A (1)

PD = m1V1D + m2V2D (2)

Onde m1 e m2 são as massas que colidem, V1A, V2B, V1D e V2D são as velocidades antes e depois da colisão, respectivamente.

Por si só, a conservação da quantidade de movimento não é suficiente para determinar o movimento das partículas após uma colisão. Outra propriedade do movimento, a energia cinética, deve ser conhecida. A energia cinética não é necessariamente conservada, mas, se a for, a colisão é chamada de Colisão elástica, se não, é chamada de Colisão inelástica.

Procedimento experimental

Determinaram-se as massas dos dois móveis. Anotaram-se os resultados;

Mantendo o carro de massa m2 parado (v2 = 0) sobre o trilho de ar, impulsionou-se o carro de massa m1 e se mediu o tempo para este percorrer 40 cm. Fez-se 10 repetições e se tirou a média. Observou-se e os resultados foram anotados na tabela 1;

Mediu-se o tempo para os carros m1 e m2 percorrerem 40 cm, depois de acoplados após a colisão. Fez-se 10 repetições e se tirou a média. Observou-se e os resultados também foram anotados na tabela 1;

Obtidos os dados, determinou-se velocidade e momento do carro m1 antes da colisão e a velocidade e o momento dos carros acoplados após a colisão. Anotaram-se os resultados;

Determinou-se a energia cinética total antes da colisão e depois da colisão. Comparou-se e se anotou o resultado.

Resultados

As massas dos móveis foram:

M1 = 210 g M2 = 200 g

Feitas as repetições, obteve-se:

Distância percorrida x = 40 cm, antes e após a colisão

Tempos antes da colisão t1a t2a t3a t4a t5a t6a t7a t8a t9a t10a Média

0,516 0,503 0,502 0,517 0,533 0,553 0,533 0,533 0,505 0,497 0,519

Tempos