7/23/2019 Coliso Bidimensional

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COLISO BIDIMENSIONAL

1 - OBJETIVOS

- Verificar as leis de conservao num choque entre dois corpos;

- Identificar o tipo de coliso.

2 - MATERIAL

Rampa de lanamento, esferas de ao, fio de prumo, papel almao, uma rgua graduada e

transferidor.

3 - INTRODUO

Com o objetivo de simular uma coliso bidimensional vamos usar no laboratrio um trilho

inclinado, para efetuar a coliso entre as esferas 1 e 2 (Fig.1). Estudaremos ento a projeo no plano

da mesa do movimento pelas esferas aps a coliso. Ao soltarmos a esfera 1 ela ir rolar pela rampa e

colidir com a esfera 2. As duas esferas iro deixar a rampa e movimentaram-se em planos verticais a

bancada. Na Fig.1, os pontos o1e o2so as projees dos centro das esferas num plano horizontal, xo o alcance da esfera 1 quando solta sem a presena da esfera 2, x1 e x2 so os alcances das esferas 1e 2 respectivamente quando a esfera 1 solta com a presena da esfera 2, isto aps a coliso.

1

x2

Antes da coliso

Aps a colisoxo

x1

2

o1

o2

Bancada

Aps a coliso

1

2

x2

Fig. 1 - Montagem do material para realizar o experimento.

O movimento das esferas podem ser estudados decompondo-os em dois movimento: vertical e

horizontal. Aps cada esfera abandonar o trilho, desprezando o atrito do ar, no plano horizontal o

movimento uniforme, isto , com acelerao nula e o movimento na vertical acelerado, devido a

acelerao da gravidade g. Assim sendo, podemos determinar as velocidades simplesmente usando as

equaes horrias do movimento para o caso em que a acelerao constante, como foi feito no

experimento Lanamento de projteis.

A fora externa que atua no sistema na projeo horizontal do movimento das esferas, nulatanto antes como aps a coliso, desprezando a fora de atrito, portanto, podemos considerar que o

momento linear horizontal conserva-se durante a coliso.

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Nesse experimento, voc verificar a conservao do momento linear, a partir dos valores das

velocidades horizontais de lanamento das esferas.

Analisaremos, tambm, a conservao da energia cintica durante a coliso, classificando a

coliso como elstica ou inelstica.

No procedimento desse experimento, importante que a coliso ocorra somente no plano

horizontal, assegurando apenas componentes do momento linear, aps a coliso no plano horizontal.

Para isso, os centros das esferas 1 e 2 devem estar no mesmo nvel. Para que a coliso seja

bidimensional a esfera 2 deve estar posicionada no frontalmente esfera 1.

4 - PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

1) Fixe uma folha de papel almao e o trilho inclinado sobre a bancada com fita crepe;

2) Com o fio de prumo marque no papel o ponto que ser a origem de movimento da esfera 1 (a

lanadora);

3) Mea a massa das duas esferas e marque a que ser a lanadora;

4) Solte a esfera 1 do ponto mais alto da rampa, coloque o papel carbono sob a folha de papel

almao na regio em que a esfera caiu e volte a soltar a esfera mais cinco vezes. Dessa forma, na

folha de papel almao ser registrado os pontos que a esfera caiu.5) Trace um sistema de referncia na regio onde esto as marcas da esfera e encontre o ponto que

melhor representa a posio de queda da esfera. Una o centro geomtrico ao ponto o1, obtendo

o vetor deslocamento xo(Fig. 1).6) Mea a altura h e xo . Com estes valores determine a velocidade v1de lanamento da esfera 1

sem a presena da esfera 2.

7) Ajuste a pea mvel na extremidade da rampa, de acordo com o parmetro de impacto desejado.

Nivele o sistema para que a coliso se d no plano do centro de massa das esferas. Com o fio de

prumo marque a origem o2do movimento da esfera 2;

8) Coloque a esfera 2 na extremidade da rampa sob a pea mvel, e efetue um lanamento da

esfera 1 nas mesmas condies do item (4), coloque um pedao do papel carbono nas regies

em que a esfera 1 e 2 carem. Efetue ento, cinco lanamentos obtendo o registro na folha de

papel almao das posies em que cada esfera caiu.9) Em cada regio que as esferas caram, trace um sistema de referncia e encontre o ponto que

representa a posio de queda de cada esfera. A partir deste ponto trace os vetores

deslocamento x1e x2 (Fig. 2).10) Mea as distncias x1e x2 e os ngulos 1e 2.

11) Com estes valores e de h, determine as velocidades v1 e v2 de lanamento das esferas 1 e 2

aps a coliso.

12) Verifique a conservao ou no do momento linear total e a energia cintica total do sistema

antes e aps a coliso no plano horizontal;

13) Responda as questes abaixo:

a) Por que estudar a projeo do movimento das esferas no plano da mesa equivalente

situao da fig. 1?

b) O momento linear total se conservou?

c) Qual o tipo de coliso? Justifique.

d) Quais as dificuldades encontradas no experimento?

e) Quais as possveis fontes de erros no experimento?

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