A QUÍMICA RELATORIO

Título: Experimento 4.

Colisão Inelástica.

DIG FIS151

Física Experimental Básica: Mecânica

PU1

Data: 04/02/2021 entrega 11/02/2021

Nomes: Karen Vitória de Andrade Gomes

Introdução

Colisão inelástica é definida por energia cinética não conservada. Quando a energia cinética não se conserva no sistema antes ou depois da colisão diz-se ter uma colisão inelástica. O coeficiente de restrição é definido pela razão das velocidades (velocidade inicial e velocidade final). As colisões perfeitamente inelásticas são quando ocorre a perda máxima de energia cinética. Após esse tipo de colisão, os objetos seguem unidos como se fosse um único corpo com massa igual à soma das massas antes do choque. Em colisões parcialmente inelásticas ocorre a conservação de apenas uma parte da energia cinética de forma que a energia final é menor do que a energia inicial. Constituem a maioria das colisões que ocorre na natureza. Nesse caso, após o choque, as partículas separam-se, e a velocidade relativa final é menor do que a inicial. Em geral, a maioria das colisões é parcialmente ou totalmente inelástica. Ou seja, a energia cinética não é conservada em sua totalidade. A energia mecânica inicial Emi é igual à soma das energias cinéticas dos objetos em movimento Ec1i + Ec2i dada pela expressão:

Emi = Ec1i + Ec2i

Que pode ser escrita em função das massas e das velocidades, como segue:

Emi = (1/2). (m1. v1i2 + m2. v2i2)      

A energia total depois da colisão é a soma da energia cinética e potencial, mais a energia dissipada pelo trabalho realizado na deformação dos objetos incluindo a energia sonora desprendida. Em todos os casos a quantidade de movimento linear é conservada. Desta forma, podemos escrever para qualquer colisão:

Qi = Qf

A variação da energia cinética neste experimento é dada pelas equações:

[pic 1]

[pic 2]

Já a colisão é denominada elástica quando ocorre conservação da energia e do momento linear dos corpos envolvidos. A principal característica desse tipo de colisão é que, após o choque, a velocidade das partículas muda de direção, mas a velocidade relativa entre os dois corpos mantém-se igual.

Essa conservação pode ser descrita pelas equações:

• Para conservação do momento linear:

Qi = Qf —> mA . VIA + mB . VIB = mA . VFA + mB . VFB

• Para a conservação da energia cinética:

EI = EF —> 1 mA . VIA2 + 1 mB . VIB2 = 1 mA . VFA2 + 1 mB . VFB2
      2                     2                      2                      2

Objetivo

• Determinar o coeficiente de restituição à colisão de uma bola de borracha com o chão.

Parte experimental

• Ao ser definido a altura inicial (h0), suspendeu a bolinha de borracha a esta altura e soltou-a rente à fita métrica.
• Dividiu-se o processo em várias solturas da bolinha, filmando com uma câmera para a visualização em câmera lenta.
• Após soltar a bolinha de h0 e através do vídeo, define-se h1 após a primeira colisão.
• Depois de medir a altura de h1 partindo de h0 soltou a bolinha da altura h1 e mediu h2.
• Repetiu este procedimento para o restante das alturas, obtendo ao final o conjunto de alturas alcançadas pelas bolinhas após as colisões.

OBS: Foram feitas seis repetições destes processos na mesma altura para se ter uma média dos valores obtidos na altura, chegando assim mais próximo de um valor exato.

Resultados

Tabela 1 - Dados da altura após colisão. Conjunto A.

CONJUNTO A
h0 = (2,00 ± 0,01)m
OBSERVAÇÃO	Altura após colisão (m)
h1	h2	h3	h4	h5	h6
1	1,47	0,97	0,70	0,55	0,32	0,24
2	1,39	0,96	0,75	0,48	0,37	0,27
3	1,43	1,00	0,74	0,54	0,33	0,24
4	1,43	0,97	0,72	0,49	0,31	0,27
5	1,41	1,03	0,68	0,50	0,38	0,21

Fórmulas:

  [pic 3]

Se Vj = Vi   r=1 (sem perda de energia)