Download - - Física - Colisão
Objetivos
• Definir colisão.
• Aprender os tipos de colisão.
• Aprender o que é conservação da quantidade de movimento.
• Aplicar os conceitos de Quantidade de movimento e impulso em colisões.
Colisões
• Uma colisão é uma interação com duração limitada entre dois ou mais corpos.
ex: Bola de bilhar, acidente de carro e meteoro e a terra.
• Numa Colisão há troca de Quantidade de movimento e energia em conseqüência de sua interação.
• Veremos colisões envolvendo apenas dois corpos que estarão livres de qualquer força externa, ou seja, a força externa será menor que as forças envolvidas nas colisões e portanto desprezíveis.
Conservação da Quantidade de
movimento• O conceito de momento linear (Quantidade de
movimento) é particularmente importante quando ocorre interação entre dois ou mais corpos.
• Fint = a força que uma partícula de um sistema exerce sobre a outra.
• Fext = a força exercida por um corpo no exterior do sistema sobre uma parte interna ou sobre algum corpo no interior do sistema.
Conservação da Quantidade de movimento
Nenhuma força externa atua sobre o sistema composto pelos dois astronautas, por isso seu momento linear total é
conservado.
As forças que os astronautas exercem mutuamente formam um par de ação e reação.
y
sobre A sobre B
y
Em qualquer sistema isolado de ações externas, o impulso total sobre o sistema será sempre nulo, ou seja, no sistema não haverá variação da quantidade de movimento total.
Conservação da Quantidade de movimento
0Q
A quantidade de movimento de um sistema isolado sempre se conserva, qualquer que seja a ação praticada pelos corpos do sistema.
Conservação da Quantidade de movimento
oQQ
Podemos dizer também que a quantidade de movimento total do sistema isolado é constante.
Conservação da Quantidade de movimento
depoisantes QQ
• Se a energia total não for alterada pela colisão, então Ec do sistema é conservada (mesma antes e depois da colisão). Tal colisão é chamada Colisão Elástica. Ex: meteoro e bilhar.
• Em colisões do cotidiano, alguma energia é transferida da Ec para outras formas de energia, como sonora e térmica. Dessa forma a energia total do sistema não se conserva. Tais colisões podem ser parcialmente elásticas e inelásticas. Ex: Colisão de automóveis.
Tipos de colisão
Coeficiente de restituição (e).
Determina se a colisão é do tipo elástica, parcialmente elástica ou inelástica, seus valores variam entre 0 e 1.
choque do antes relativa velocidade
choque do depois relativa velocidadee
Tipos de colisão
Colisão elástica:
e = 1
Colisão parcialmente elástica:
0 < e < 1
Colisão inelástica:
e = 0
Tipos de colisão
Choque elásticoe = 1
Choque parcialelástico
0 e 1
Choque inelásticoe = 0
ColisõesConservação
Quantidade de movimento
Sistemaisolado
Exercícios Um carrinho de massa 1,0 kg move-se
sobre um piso horizontal, com velocidade de 4,0 m/s, em direção a outro carrinho de massa 3,0 kg, inicialmente em repouso. Após o choque, eles permanecem unidos. Determine a intensidade da quantidade de movimento dos carrinhos e suas velocidades após o choque.
Exercícios Um carrinho de massa 1,0 kg move-se
sobre um piso horizontal, com velocidade de 4,0 m/s, em direção a outro carrinho de massa 3,0 kg, inicialmente em repouso. Após o choque, eles permanecem unidos. Determine a intensidade da quantidade de movimento dos carrinhos e suas velocidades após o choque.
ExercíciosUm canhão de massa 500 kg, estacionado no
solo, dispara horizontalmente uma bala de massa 1 kg com velocidade escalar de 200 m/s. Determine a velocidade escalar de recuo do canhão no momento do disparo.
ExercíciosUm canhão de massa 500 kg, estacionado no
solo, dispara horizontalmente uma bala de massa 1 kg com velocidade escalar de 200 m/s. Determine a velocidade escalar de recuo do canhão no momento do disparo.
ExercíciosO gráfico abaixo representa as velocidades
escalares de duas pequenas esferas, A e B, que realizam uma colisão frontal (com faixa de duração em destaque no gráfico). Determine o coeficiente de restituição entre A e B, e a relação entre suas massas.
ExercíciosO gráfico abaixo representa as velocidades
escalares de duas pequenas esferas, A e B, que realizam uma colisão frontal (com faixa de duração em destaque no gráfico). Determine o coeficiente de restituição entre A e B, e a relação entre suas massas.
Exercícios
choque do antes relativa velocidade
choque do depois relativa velocidadee
21
21
vv
'v'v
e20
02
e
2
2
e 1e
Exercícios
Suponha que você tenha de escolher agarrar uma bola de 0.5 kg que desloca-se com uma velocidade de 4 m/s ou uma bola de 0,1 kg com v = 20 m/s. Qual das duas bolas seria mais fácil agarrar?
Exercícios
Suponha que você tenha de escolher agarrar uma bola de 0.5 kg que desloca-se com uma velocidade de 4 m/s ou uma bola de 0,1 kg com v = 20 m/s. Qual das duas bolas seria mais fácil agarrar?
Exercícios
Ambas as bolas tem mesma quantidade de movimento, isso significa que o impulso durante a colisão é o mesmo, ou seja, para os dois casos o intervalo de tempo para segurar a bola é o mesmo.
Exercícios
A energia cinética do segundo caso é 5 vezes maior que a primeira, pelo teorema trabalho energia, neste caso a bola faz a mão percorrer uma distancia 5 vezes maior no mesmo intervalo de tempo.
2
..
2vmdFmédia
Há conservaçãode energia
Sem conservaçãode energia
Sem conservaçãode energia
Choque elásticoe = 1
Choque parcialelástico
0 e 1
Choque inelásticoe = 0
ColisõesConservação
Quantidade de movimento
Sistemaisolado