1 A.L.1.4 COLISÕES FÍSICA 12.ºANO BREVE INTRODUÇÃO As colisões estão presentes no dia-a-dia e em todas as escalas espaciais: as estrelas e as galáxias podem chocar, assim como as partículas elementares nos aceleradores de partículas. É, aliás, do resultado destas colisões que extraímos grande parte da informação sobre os constituintes da matéria. Nas colisões há conservação do momento linear. Pretende-se com este trabalho que o aluno verifique experimentalmente a conservação do momento linear em colisões, a variação de energia cinética em colisões inelásticas e determine um coeficiente de restituição. OBJECTIVOS • Distinguir colisões elásticas, inelásticas e perfeitamente inelásticas. • Identificar as forças que actuam nos corpos antes, durante e após a colisão. • Aplicar a Terceira Lei de Newton ao sistema durante a colisão. • Reconhecer que o momento linear de um sistema de dois corpos se mantém constante quando a resultante das forças exteriores é nula. • Reconhecer que há variação da energia cinética numa colisão perfeitamente inelástica. • Calcular o coeficiente de restituição numa colisão.
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A .L .1.4 COLISÕES
FÍSICA 12.ºANO
BREVE INTRODUÇÃO
As colisões estão presentes no dia-a-dia e em todas as escalas espaciais: as
estrelas e as galáxias podem chocar, assim como as partículas elementares nos
aceleradores de partículas. É, aliás, do resultado destas colisões que extraímos
grande parte da informação sobre os constituintes da matéria.
Nas colisões há conservação do momento linear. Pretende-se com este trabalho
que o aluno verifique experimentalmente a conservação do momento linear em
colisões, a variação de energia cinética em colisões inelásticas e determine um
coeficiente de restituição.
OBJECTIVOS
• Distinguir colisões elásticas, inelásticas e perfeitamente inelásticas.
• Identificar as forças que actuam nos corpos antes, durante e após a
colisão.
• Aplicar a Terceira Lei de Newton ao sistema durante a colisão.
• Reconhecer que o momento linear de um sistema de dois corpos se
mantém constante quando a resultante das forças exteriores é nula.
• Reconhecer que há variação da energia cinética numa colisão
perfeitamente inelástica.
• Calcular o coeficiente de restituição numa colisão.
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TRABALHO LABORATORIAL
MATERIAL E EQUIPAMENTO (POR GRUPO)
• 2 carrinhos com rodas com pouco atrito
• calha ou calha de ar
• 2 células fotoeléctricas ou 2 sensores de posição (sonar)
• relógio digital (ou computador ou calculadora gráfica e respectivo
software).
PROCEDIMENTOS
I – VERIFICAÇÃO DA CONSERVAÇÃO DO MOMENTO LINEAR E MEDIÇÃO
DA VARIAÇÃO DA ENERGIA CINÉTICA DO SISTEMA NA COLISÃO
1. Fazer um carrinho, colocado sobre uma calha na horizontal, passar por
uma primeira célula fotoeléctrica, indo colidir com outro, parado entre a
primeira célula e uma segunda célula fotoeléctrica, numa colisão
perfeitamente inelástica.
2. Determinar o momento linear do sistema antes e após a colisão e a
energia cinética do sistema antes e após a colisão.
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3. Verificar se há ou não conservação das grandezas referidas quando se faz
variar a massa dos carrinhos.
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II - DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE RESTITUIÇÃO
1. Com a calha na horizontal, lança-se um carrinho com uma ponteira
elástica (ou magnete), que vai chocar com a extremidade da calha onde
se colocou também uma ponteira elástica (ou magnete).
2. Com uma célula fotoeléctrica pode medir-se a velocidade antes e após a
colisão.
3. Faz-se a experiência para vários lançamentos, de modo a construir um
gráfico que relacione essas duas velocidades e permita calcular o