Conservação do Momento Linear: Colisões Bidimensionais

Universidade de Brasília-UNB- Campus Gama-FGA

Física Experimental- Prof. Fernando Marque Carvalho

Relatório n°3

Grupo 2: André Leite, Arthur de A. Santana, Barbara Gabriele, Davi Santana da Silva, Vinicius M. Pereira.

Conservação do momento linear:

Colisões bidimensionais.

Brasília-DF

2021

Relatório n°3

Grupo 2: André Leite, Arthur de A. Santana, Barbara Gabriele, Davi Santana da Silva, Vinicius M. Pereira.

Conservação do momento linear:

Colisões bidimensionais.

Relatório produzido para a análise de dados obtidos por instrumentos para se chegar ao resultado final de como a conservação do momento linear se comporta em um cenário real

                                               

Brasília- DF, 30 de Abril de 2021

Brasília-DF

2021

Relatório n°3

Grupo 2: André Leite, Arthur de A. Santana, Barbara Gabriele, Davi Santana da Silva, Vinicius M. Pereira.

Pequeno relatório apresentado a Universidade de Brasília, como parte das exigências para a obtenção de nota na disciplina de física experimental.

Prof. Fernando Marque Carvalho

Brasília-DF

2021

Sumário

Informações gerais:        5

Breve teórico        5

Objetivos Gerais        5

Materiais utilizados        5

Dados experimentais        6

Análise de dados        8

Momento linear-Conservação        8

Coordenadas médias de forma geométrica        9

Diagrama dos vetores MR        10

Conclusão        11

Informações gerais:

Colisões bidimensionais;

Experimento realizado em 16/04/2021 pelo grupo 2;

Integrantes ativos: André Leite, Arthur de A. Santana, Barbara Gabriele, Davi Santana da Silva, Vinicius M. Pereira.

Breve teórico

As colisões bidimensionais estão mais próximas de nós do que imaginamos, desde a uma simples partida entre amigos de sinuca até determinadas colisões que acontecem constantemente em nosso dia a dia.

Um sistema isolado clássico, possui duas características fundamentais, a conservação do seu momento linear e a energia total do sistema. São equações ditas escalares, isto é de grandezas vetoriais, que tem por natureza sua menção nos eixos x,y e z.

Para melhor compreensão de tais fatos, foi feito uma breve experiencia envolvendo a colisão de duas esferas feitas de materiais e massas distintas, na qual sua análise será discorrida nas páginas subsequentes.  

Objetivos Gerais

        

Com base na lei da conservação do momento linear regido pela expressão abaixo:

• P1 + P2 = P1’ + P2’

Sabemos que a soma dos momentos lineares antes da colisão denominadas de P1 e P2 precisam ser iguais aos momentos lineares após a colisão. Para o nosso experimento, a equação acima ainda pode ser reescrita obedecendo os fenômenos físicos da seguinte forma:

• m1 r1 = m1 r1’ + m2 r2’ 

Portanto, o objetivo deste experimento é verificar se há conservação do momento linear em uma colisão bidimensional não frontal entre duas esferas, utilizando para isso tabelas comparativas além da própria álgebra.

Materiais utilizados

• Esferas de aço e de plástico;
• Trilho curvo com parafuso ajustável e fio de prumo na base;
• Uma folha de papel pardo;
• Duas folhas de papel carbono;
• Régua milimetrada, esquadro, transferidor e compasso.

Dados experimentais

        Inicialmente, para estudo, utilizou-se a balança digital para aferir as massas de cada uma das bolinhas utilizadas, conforme descrito na tabela abaixo:

Objeto	Massa em gramas	Erro instrumental
Esfera de aço	11.2 g	0,1g
Esfera de plástico	6.6 g	0,1 g

 Tabela I: Massa dos objetos

        Em seguida, foi montado um sistema utilizando um trilho curvo para realizar uma velocidade inicial sobre a esfera de aço, como no esquema a seguir:

[pic 1]

Figura 1: Esquema do experimento

        

O eexperimento é simples. Inicialmente coloca-se a esfera de aço no topo do trilho curvo e solta-se para verificar onda a mesma vai bater. Repete esse processo 10 vezes para ao final obter a melhor estimativa de r->1, o qual renomearemos para RX. Em seguida colocou-se a esfera de plástico no fim do trilho curvo em repouso, e atirou-se a esfera de aço do topo do trilho para ocasionar uma colisão proposital bidimensional. Novamente, repete-se esse processo 10 vezes para assim obter a melhor estimativa de RX’, RY’ RX’’ e RY’’.