Conservação do momento linear

UFRJ - Universidade Federal do Rio de Janeiro
Campus Macaé

Relatório da disciplina de Física Experimental 1
2011/1

Conservação do Momento Linear
(Trilho de Ar)

Apresentação: Danielle Lima da Silva

Macaé – Rio de Janeiro, 7 de Junho de 2011

I. Resumo Neste relatório analisamos um sistema formado por dois carrinhos metálicos, uma mola fixada a um deles e o trilho de ar. Através deste sistema calculamos e verificamos se houve conservação do momento linear e da energia cinética, com o intuito de comprovar a veracidade da teoria física relacionada à colisão de objetos. Além disso, os conceitos de medidas diretas, indiretas e incertezas foram novamente utilizados.

II. Introdução Teórica Uma colisão entre duas partículas é um processo em que uma é lançada contra a outra, podendo trocar energia e momento em consequência de sua interação. A configuração inicial, ou seja, a situação antes da colisão é caracterizada, de acordo com o experimento realizado, pelo movimento retilíneo uniforme do objeto 1 na extremidade, as massas m1 e m2 dos objetos e os momentos iniciais (p1i e p2i). Na configuração final, ou seja, depois da colisão, as partículas resultantes já se afastaram da região de colisão, movendo-se como partículas livres, caracterizadas por suas massas m1 e m2 e momentos finais ( p1f e p2f). Analisando em termos de colisão elástica podemos afirmar que haverá a conservação do momento linear, se o sistema analisado puder ser tratado como um sistema isolado: as forças responsáveis pela colisão são forças internas. Além disso, as partículas voltam a se afastar com velocidades opostas, de mesma magnitude que as iniciais. Logo a energia cinética final é igual à energia cinética inicial.
Explicitando:
p1i+ p2i= p1f+ p2f (1) m1v1i+m2v2i=m1v1f+m2v2f (2)

K1i+ K2i=K1f+ K2f (3)
12m1v1i+12m2v2i= 12m1v1f+12m2v2f 4

Manipulando as equações (2) e (4), obtemos:

v1f= m1-m2m1+m2 v1i+2m2m1+m2 v2i (5) v2f= 2m1m1+m2 v1i+m2-m1m1+m2 v2i