T6 - colisões e centros de massa

Mecânica 2012/13

Trabalho prático: T6

T6: Colisões e Centro de Massa
Objectivos
Estudar colisões elásticas e/ou perfeitamente inelásticas. Verificar o princípio de conservação do momento linear. Estudar o movimento do centro de massa de um sistema.

Introdução
Nas colisões elásticas há conservação da energia cinética o que, no caso de uma colisão entre n partículas, equivale a escrever

E i1 n

inicial ci

final   E ci i1

n

(1)

sendo a energia cinética de uma partícula Ec dada por 1 2  Ec  m v 2 onde m é a massa da partícula e v é a intensidade da velocidade da partícula.

(2)

Quando, durante uma colisão, apenas intervêm forças internas existe conservação de momento linear. Assim a soma dos momentos lineares iniciais é igual à soma dos momentos lineares finais

 pinicial   p1ifinal 1i i1 i1

n

n

(3)

sendo o momento linear de uma partícula, p , definido como o produto da sua massa pela sua velocidade:  p  mv 

(4)

A conservação do momento linear diz-nos também que o momento linear do centro de  massa se mantém constante. O momento linear do centro de massa define-se como, pCM  MvCM , onde M é a massa total do sistema e v CM é a velocidade do centro de massa dada por




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v cm 

m v i1 n

n

i i

m i1 (5) i 

Preparação do Trabalho
Se tiver dúvidas consulte o docente, no horário de atendimento.

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Figura 1: Registo de uma experiência de colisão na mesa de ar entre os corpos A e B (ver Procedimento experimental). Ao movimentar-se, cada corpo marca no papel de registo um conjunto de traços com uma determinada frequência f ou período T. O intervalo de tempo entre a marcação do mesmo ponto, por exemplo, o inicial de dois traços consecutivos corresponde a um período. a) Determine, em função de f±∆f ou T±∆T, de s±∆s e do número de períodos,