Aterramento teórico

1. Introdução

Quando duas partículas se aproximam, a interação mutua altera seus movimentos, produzindo, em conseqüência, uma troca de quantidade de movimento e energia. Dizemos então que houve uma colisão (podemos dizer a mesma coisa quando temos dois sistemas em vez de duas partículas). Isso não significa, necessariamente que as duas partículas (ou sistemas) estiveram fisicamente em contato, significa, em geral, que apareceu uma interação quando as duas partículas tiveram próximas produzindo em seus movimentos uma variação mensurável em um intervalo de tempo relativamente curto.

2. Fundamentação Teórica

2.1 Colisão

Colisão é um evento isolado, no qual forças relativamente grandes atuam em cada uma das partículas que colidem, durante um intervalo de tempo relativamente pequeno.

2.2 Momento Linear e Impulso

É uma quantidade relacionada à massa e à velocidade de um objeto. Na mecânica clássica, é simplesmente o produto das duas grandezas:

.

É uma grandeza constante em sistemas nos quais não há forças externas atuando. Sua taxa de variação é exatamente a força externa:

multiplicando ambos os membros por dt, temos

dp = F dt

e integrando obtemos,

p – p0 = ∫ F dt = J,

cujos limites de integração são t0 e t e J é denominado Impulso da colisão.

2.3 Centro de massa

Na mecânica clássica, centro de massa de um corpo é o ponto onde pode ser pensado que toda a massa do corpo está concentrada para o cálculo de vários efeitos. O centro de massa não precisa coincidir com o centro geométrico ou o centro de gravidade. O centro de massa nem ao menos precisa estar dentro do corpo. Para n partículas, cada uma com posição ri, o centro de massa R é dado por:

como v = dr/dt, temos que derivando a posição R dada acima, fica

V = (∑ mi vi ) / ∑ mi ),

os limites deste somatório são os mesmos da equação da posição.

3. Objetivo

Obter o registro da colisão de dois pucks sobre a mesa de ar.

4. Parte Experimental

Material utilizado:

- Mesa de ar: superfície horizontal, dotada de orifícios, sob os quais se injeta ar sob pressão, para reduzir o atrito de objetos que se deslocam sobre a superfície. ;

- Pucks: discos de diversas massas e diâmetros empregados para o estudo de movimentos nesta mesa;

- Lançador elétrico de pucks: controlado por uma fonte, serve para conferir aos pucks uma velocidade inicial com intensidade, direção e sentido controláveis e reprodutíveis;

- Câmera fotográfica digital: para o registro da colisão;