Relatório Conservação Momento Linear

Marlon Leão, Matheus Xavier e Romulo Augusto

Affiliation: Instituto de Física \\ Wesley Bueno Cardoso Turma 5M23

Abstract As colisões podem ser denominadas como uma interação entre partículas durante a qual há conservação do momento linear do sistema, isto é, o momento linear do sistema antes da colisão é igual ao momento linear do sistema após a colisão. Neste relatório reporta-se um processo para verificar as leis de conservação de momento linear,então a fim de se estudar e comparar a teoria do momento linear realizou-se um experimento de colisão entre duas esferas de massas diferentes. Sendo que em um primeiro instante utilizou-se somente a esfera de massa maior, e assim determinou qual foi o seu alcance. Já em outra etapa, realizou-se a colisão entre as duas esferas, onde a menor estava em repouse e a de maior massa colide com a mesma. Obteve-se um valor de X1=(57,420±0,073)cm para massa M1 e X2=(62,10±0,34)cm para a colisão das duas massa M1 e M2.intervalo representado por esse resultado contém valores típicos associados a essa grandeza, como estimativas teóricas, experimentais e valores de referência para essa grandeza.

I. Introdução

O presente relatório tem como objetivo estudar a teoria do momento de inércia de sólidos. Para isso, foi realizado um experimento a fim de se chegar à compatibilidade dos momentos momentos encontrados no experimento. Dessa forma, realizou-se um estudo prévio da teoria [2, 1] e com isso a aplicando no experimento. Para tanto no procedimento foram realizadas medições a respeito do tempo de queda da esfera. Foram calculadas também todas as incertezas a respeito das variáveis massas, comprimento. Os resultados obtidos foram discrepantes e não foi possível concluir a validade da teoria do momento de inércia, pois por erros aleatórios nos experimentos como manusear os equipamentos errados e forças que não foram consideradas no experimento fez com que não chegasse ao êxito.

II. Objetivo

O objetivo deste experimento foi verificar a Conservação do Movimento Linear numa colisão unidimensional , comprovando que se a soma das forças externas agindo sobre uma partícula (ou sistema de partículas) é nula, então o momento linear se conserva.

III. Fundamentos Teóricos

Para solucionar problemas como direção e o sentido após a colisão entre duas esferas (colisão elástica); a direção e o sentido e a perca de energia da colisão entre uma bala e um bloco (Colisão completamente inelástica), a direção, o sentido e a perca de energia na colisão entre dois automóveis (Colisão inelástica) usa-se o momento linear que é definido como o produto da massa pela velocidade vetorial. Logo se a velocidade é vetorial, e é multiplicada por um escalar que é a massa.

O momento linear também é uma grandeza vetorial, com mesmo sentido e direção do vetor velocidade. A grande vantagem é que o momento linear pode oferecer um resultado mais preciso ou menos trabalhoso. A definição de momento linear deriva da expressão: p = m.v

Obedecendo a terceira lei de Newton durante a colisão dos corpos o corpo 1 exerce uma força F1 sobre o corpo 2, este por outro lado exerce uma força F2 de igual intensidade mas direção e sentindo oposto. Sendo assim:

F1+F2=0

F1=-F2

Utilizando a segunda lei de Newton, podemos reescrever a relação da seguinte forma:

M_{1}V_{1}+M_{2}V_{2}=(M_{1}V_{1})'+(M_{2}V_{2})'

A velocidade pode ser escrita da seguinte forma:

V=\frac{dx}{dt}

Substituindo na equação do momento obtemos:

M_{1}\frac{dx_{1}}{dt}+M_{2}\frac{dx_{2}}{dt}=(M_{1}\frac{dx_{1}}{dt})'+(M_{2}\frac{dx_{2}}{dt})'

Multiplicando de ambos os lados por dt encontraremos:

M_{1}dx_{1}+M_{2}dx_{2}=(M_{1}dx_{1})'+(M_{2}dx_{2})'

IV. Procedimento experimental

A. Materiais utilizados

Utilizamos para realização das medições os seguintes instrumentos: Duas esferas metálicas de diferentes massas (M1=31,5g e M2= 24,0g), fio de prumo, trilho, fita adesiva, nível bolha, fita métrica (resolução 0,1cm), balança digital (resolução 0,1g), folas e papel carbono e A4.

B. Desenvolvimento experimental

Para iniciar o experimento, primeiramente foi feito o ajuste da rampa, que ficava sustentada em uma mesa, e com o nível bolha regulamos a mesma para que ficasse o mais horizontal possível. Depois utilizamos