FiSICA 2 impulso linear em um sistema isolado e conservação da energia cinética na colisão de duas esferas rígidas

Laboratorio 2

Colisões

OBJECTIVO

Pretende verificar-se a conservação do momento linear num sistema isolado e a conservação de energia cinética numa colisão de duas esferas rígidas.

INTRODUÇÃO TEÓRICA

Conservação do momento linear e conservação da energia cinética

Num sistema isolado, há várias grandezas que se conservam, entre as quais o momento linear total e a energia total.

Numa colisão de duas partículas, de massas m1 e m 2, podemos considerar o sistema formado pelas duas partículas como um sistema isolado, e aplicar-lhe as leis de conservação das grandezas mencionadas. Numa colisão há duas fases bem definidas: antes da colisão e depois dela.

Durante a colisão, a interacção entre as partículas pode sercomplicada, difícil de descrever, mas o

resultado dessa colisão pode ser previsto apenas pelas leis de conservação.

Quando as partículas não transferem energia para os seus graus de liberdade internos (por exemplo, duma colisão pode resultar a excitação de um átomo, molécula ou núcleo), a energia cinética total conserva-se e a colisão chama-se elástica (em geral isto não acontece!).

Procedimento experimental

1.sera estudado o choque frontal entre uma esfera em movimento e outra em repouso em um plano horizontal.

Primeiramente,com ajuda de um fio de prumo marque numa folha, o local correspondente a posição do pino ao final da rampa de lançamento.

Coloque uma esfera no pino ao final da rampa de lançamento essa esfera estara em repouso antes da colisão.

Repita 5 vezes cada lnçamento, indique na folha cada lançamento feito para não confundir com o proximo lançamento.

2 Utilizando o principio de conservação de energia encontre a velocidade da esfera antes da colisão.

Emec=Emec

M.v²+mgh=m.v²+mgh

2 2

Mgh=mv²

2

v²=2.g.h

v²=2.9,8.0,01

v=0,44m/s

3 Partindo da equação de queda livre calcule qual é o tempo de queda de cada bolinha.

S=gt² S=gt²

2 2

2.0,96=9,8t² 2,69=9,8t²

T=0,44s esfera A 2

T=0,74s esfera B

4 Calcule a velocidadedas esferas depois da colisão

Vm=Δs = 0,96/0,44= 2,18m/s esfera A

Δt

Vm=Δs = 2,69/0,74= 3,63m/s esfera B

Δt