Relatório de Física Experimental

Introdução:

Definimos como colisão a interação entre dois ou mais corpos, com mútua troca de momento linear e energia. Buscamos estudar o comportamento dos corpos após a colisão, usando as leis de conservação de energia cinética e momento linear na colisão elástica.

A colisão elástica ocorre quando a energia cinética do sistema é a mesma antes e depois da colisão, isto é, quando a energia se conserva.

Objetivo:

Observar a valência da teoria de conservação de momento a partir da observação da colisão entre dois corpos pela análise do coeficiente angular antes e depois da colisão entre os carrinhos.

Materiais:

- Trilho linear;

- Suporte inferior do trilho;

- Carrinhos dinâmicos;

- Sensores de movimento;

- Interface Xplorer GLX;

- Balança;

- Massas diversas.

Procedimento experimental:

Após a montagem dos equipamentos verifique se não há nenhum empecilho que altere o percurso dinâmico;

Pese os carrinhos com a massa escolhida para cada um e anote as medidas;

Configure o GLX usando a tecla home para ser direcionado ao menu e escolha a opção tabela, em seguida configure-a pressionando a tecla F4 e selecionando a opção mostrar tempo;

Ajuste a taxa e amostragem com sinal de 20 Hz, configurando no menu inicial na opção sensores, em seguida taxa de amostragem;

Pressione a tecla F4 e escolha a opção duas medidas;

Pressione a tecla play para iniciar as medições;

Mantenha o carrinho mais leve em repouso e inicie o movimento do carrinho mais pesado suavemente para que colidam;

Após o choque será observado no GLX um gráfico com duas inclinações (antes e depois da colisão);

Calcule a quantidade de movimento dos carrinhos dinâmicos antes e depois da colisão e realize os cálculos de energia cinética antes e depois da colisão, verifique se há conservação de momento.

Fórmulas:

Adotando 1/σi²= ω_i, temos:

Coeficiente angular: a=((∑_i▒〖ω_i) (∑_i▒〖ω_i x_i y_i 〗)-(∑_i▒〖ω_i y_i 〗)(∑_i▒〖ω_i x_i 〗)〗)/((∑_i▒ω_i )(∑_i▒〖ω_i x_i ²〗)-(∑_i▒〖ω_i x_i 〗)²)

Erro do coeficiente angular: σ_a^2=(∑_i▒ω_i )/((∑_i▒ω_i )(∑_i▒〖ω_i x_i^2 〗)-(∑_i▒〖ω_i x_i 〗)^2 )

Momento para uma partícula: (P_1 ) ⃗=m (V_1 ) ⃗

Quantidade de Movimento=Momento Linear de um sistema de partículas:

P ⃗=∑_(i=1)^n▒(P_i ) ⃑

Energia Cinética: E=∑_(i=1)^n▒(m_i |V_i |^2)/2

Onde σ é o erro da posição, x é o tempo, y é a posição, m é a massa e V ⃗ é a velocidade.

Dados:

Tabela 1

Posição 1 (m) Posição 2 (m) Tempo (s)

0.125 0.678 0.6004

0.123 0.678 0.7004

0.141 0.678 0.8004

0.169 0.677 0.9005

0.196 0.672 1.0006

0.211 0.646 1.1006

0.216 0.615 1.2006

0.219 0.585 1.3006

0.222 0.554 1.4006

0.225 0.523 1.5007

0.227 0.496 1.6007

0.23 0.464 1.7007

0.231 0.434 1.8007

0.233 0.403 1.9007

0.233 0.375 2.0007

0.234 0.346 2.1007

0.234 0.318 2.2007

0.234 0.291 2.3007

0.234 0.264 2.4007