Relatório nº 4 de Física 1 Experimental Colisões

[pic 1]

Universidade de Brasília

Faculdade do Gama — FGA[pic 2]

Relatório nº 4 de Física 1 Experimental Colisões

Gabriel Jardim Capparelli

Vinicius Edwardo Pereira Oliveira Rafael Silva Frota

Arthur Henrique Amaral Santana

Professor: Rodrigo Andrés Miranda Cerda

Brasília/DF - 2022

Gabriel Jardim Capparelli

Vinicius Edwardo Pereira Oliveira Rafael Silva Frota

Arthur Henrique Amaral Santana

RELATÓRIO Nº 4 - Experimento: Análise do momento linear e da energia cinética em colisões unidimensionais

Colisões

Relatório desenvolvido por alunos do Ensino Superior, da Universidade de Brasília, no qual realizaram um experimento para verificar a conservação do momento linear e da energia cinética apresentada em uma colisão unidimensional.

Orientador:

Prof. Rodrigo Andrés Miranda Cerda

Brasília/DF - 2022

Sumário

Introdução        3

        INFORMAÇÕES DO GRUPO        3

        OBJETIVO        3

        MATERIAIS UTILIZADOS        3

DADOS EXPERIMENTAIS        4

Procedimento        6

        EXPERIMENTO 1        6

        EXPERIMENTO 2        7

Tabela de resultados        9

Conclusão        10

Bibliografia        11

1.        Introdução

        1.1.        INFORMAÇÕES DO GRUPO

Relatório nº 4: Experimento - Colisões.

Experimento realizado dia 18 de março de 2022.

Membros do grupo com suas respectivas matrículas:

• Arthur Henrique Amaral Santana (200035371);
• Rafael Silva Frota (180067460);
• Vinicius Edwardo Pereira Oliveira (160147816); ● Gabriel Jardim Capparelli (190107073).

        1.2.        OBJETIVO

Nesse quarto experimento, temos como objetivo verificar a validação do princípio da conservação do momento linear e da energia cinética através da colisão unidimensional entre dois carrinhos na ausência de atrito. Os dados foram coletados a partir do roteiro e da videoaula disponibilizada pelo professor na plataforma Teams.[pic 3]

        1.3.        MATERIAIS UTILIZADOS

Para a coleta dos dados, foram utilizados os seguintes materiais: ● Trilho de ar;

• Dois carrinhos;
• Cronômetro;
• Tabela fornecida pelo professor (contendo os dados do experimento)[pic 4]

2.        DADOS EXPERIMENTAIS

Foram construídas duas tabelas. A tabela 1 foi construída a partir seguimento dos seguintes passos:

1. Fixar nos carrinhos a barreira de choque.
2. Fixar no primeiro carrinho o fixador em U para choque.
3. Colocar o segundo carrinho entre dois sensores S1 e S2. Fixar os sensoresno trilho de tal modo que fiquem no centro do trilho e pelo menos 0,40 m um do outro.
4. Selecionar a forma de medida F3 do cronômetro.
5. Dar ao primeiro carrinho um impulso, movimentando-o para se chocar com osegundo carrinho.
6. Quando o primeiro carrinho passar pelo S1 o cronômetro é acionado e vaimedir um intervalo de tempo correspondente ao deslocamento de 0,10 m.
7. O primeiro carrinho deve se chocar com o segundo carrinho que está emrepouso.
8. Quando o segundo carrinho passar pelo S2 o cronômetro é acionado e vaimedir um intervalo de tempo correspondente ao deslocamento de 0,10 m. I. O cronômetro vai indicar os dois intervalos de tempos.

Já a segunda tabela foi construída a partir dos seguintes passos: A. Fixar nos carrinhos a barreira de choque.

1. Nesta segunda parte do experimento, após o choque, os dois carrinhos sedeslocam juntos, ou seja, com a mesma velocidade.
2. Colocar o carrinho entre os sensores. Fixar os sensores no trilho de tal modoque fiquem no centro do trilho e pelo menos 0,40 m um do outro. D. Selecionar a forma de medida F3 do cronˆometro.

1. Dar ao primeiro carrinho um impulso, movimentando-o para se chocar com osegundo carrinho.
2. Quando o primeiro carrinho passar pelo sensor S1 o cronômetro é acionadoe vai medir um intervalo de tempo correspondente ao deslocamento de 0,10 m.
3. O primeiro carrinho deve se chocar com o segundo carrinho que está emrepouso.[pic 5]
4. Quando o segundo carrinho passar pelo sensor S2 o cronômetro é acionadoe vai medir um intervalo de tempo correspondente ao deslocamento de 0,10 m.
5. O cronômetro vai indicar os dois intervalos de tempos.

   ---

3.        Procedimento

        3.1.        EXPERIMENTO 1

1. Calculando o 𝑡 para o carrinho 1 (somando os valores da primeira linha da

𝑚

tabela e dividindo pela quantidade de valores) encontramos que o 𝑡 do carrinho

𝑚

1 equivale a 0,1468 e para o carrinho 2 (realizando o mesmo cálculo mas com os valores da linha 2) encontramos que o 𝑡 do carrinho 2 equivale a 0,1506.[pic 6]

𝑚

1. A distância percorrida nesse tempo é igual a Δ𝑥 = 0,10 m, para os dois carrinhos.
2. Utilizando as massas fornecidas sabemos que a massa do carrinho 1 é igual a0,233 kg e a massa do carrinho 2 igual a 0,229 kg. A massa total dos carrinhos é equivalente a 0,462 kg.[pic 7]
3. Considera-se que a velocidade do carrinho 2 antes do choque, e a velocidade docarrinho 1 depois do choque são iguais a zero.
4. A velocidade desenvolvida pelo carrinho 1 antes do choque é igual a 0,681 m/s, resultado encontrado utilizando a fórmula 𝑣 = Δ𝑥/𝑡 .[pic 8]

        𝑚        𝑚

1. A velocidade desenvolvida pelo carrinho 2 depois do choque é igual a 0,664 m/s, resultado encontrado utilizando a fórmula 𝑣 = Δ𝑥/𝑡 .

        𝑚        𝑚

1. A quantidade de movimento antes do choque segundo a fórmula é 𝑄 = 𝑚 𝑣 onde 𝑚 é igual a 0,462 kg e 𝑣 = Δ𝑣 + Δ𝑣 que é igual a 𝑖 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 1 2 0,681 m/s. Sendo assim 𝑄 = 0, 462 . 0, 681, logo a quantidade de movimento[pic 9]

𝑖

inicial equivale a 0,315.

1. A quantidade de movimento depois do choque segundo a fórmula é 𝑄 = 𝑚 𝑣 onde 𝑚 é igual a 0,462 kg e 𝑣 = Δ𝑣 + Δ𝑣 que é igual a 𝑓 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 1 2 0,664 m/s. Sendo assim 𝑄 = 0, 462 . 0, 664, logo a quantidade de movimento[pic 10]

𝑓

final equivale a 0,307.

1. Utilizando a 𝑚        e 𝑣         usados para calcular a quantidade movimento inicial

        𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙        𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙

encontramos a energia cinética antes do choque, de acordo com a fórmula

        2        2

        𝐾 = (𝑚        𝑣        )/2 = (0, 462 . 0, 681        )/2 . Assim, a energia cinética antes do[pic 11]

        𝑖        𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙        𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙

choque equivale a 0,107.

        10.Utilizando a 𝑚        e 𝑣         usados para calcular a quantidade movimento final

        𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙        𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙

encontramos a energia cinética depois do choque, de acordo com a fórmula

...