4ª Aula do cap. 09 Colisões

Transcrição

1 4ª Aula do ca. 09 Colsões Cratera no Arzona roocado or choque de u Meteoro (00 dâetro x 00 rounddade). Colsão que ocorreu há cerca de anos. Colsões, Colsões elástcas e nelástcas, Coecente de resttução, Colsões elástcas un-densonas. Colsões e Duas densões. Iulso e conseração de oento lnear e D. Reerênca: Hallday, Dad; Resnck, Robert & Walker, Jearl. Fundaentos de Físca, Vol. Ca. 00 da 7 a. ed. Ro de Janero: LTC. Tler, Paul. Físca, Vol ca a. ed. Ro de Janero: LTC, 000.

2 Colsões elástcas e nelástcas: Vos que colsões, or enolere aenas orças nternas, consera oento lnear. E a energa? Ebora a energa TOTAL seja sere conserada, ode haer transoração da energa cnétca ncal (ncalente só há energa cnétca) e outras oras de energa (otencal, nterna na ora de brações, calor, erdas or geração de ondas sonoras, etc.). Se a enega cnétca ncal é totalente recuerada aós a colsão, a colsão é chaada de COLISÃO ELÁSTICA. Se não, a colsão é chaada de COLISÃO INELÁSTICA. Note que se houer auento da energa cnétca (quando há conersão de energa nterna e cnétca: exlosão), a colsão tabé é nelástca. Colsão Elástca K K

3 e Classcação das colsões: Denção: coecente de resttução: elocdade relata elocdade relata aastaento aroxação e ( ) colsão eretaente nelástca (ou coletaente nelástca) (ca juntos elocdade relata aastaento 0) ) e 0 ) 0 < e < colsão nelástca (eloc. Rel. aastaento < eloc. Rel. aroxação) 3) e colsão elástca Energa cnétca se consera. ( eloc. Rel. aastaento eloc. Rel. aroxação ) 4) e > colsão suerelástca ( eloc. Rel. aastaento > eloc. Rel. aroxação )

4 Colsões elástcas un-densonas: Lebraos que: ( ) K Ass: Conseração de oento lnear Conseração de energa cnétca Antes Deos

5 (a) assas guas: As artículas troca de elocdades! E artcular, se a artícula alo está ncalente e reouso, a artícula ncdente ára aós a colsão, coo no blhar. + + Antes Deos Colsões elástcas un-densonas:

6 Colsões elástcas un-densonas: (b) Alo e reouso ( 0) << : << A artícula ncdente reerte sua elocdade. A artícula alo assa a se oer lentaente.

7 Colsões elástcas un-densonas: (c) alo e reouso ( 0) Antes >> Deos A artícula ncdente não sente (ratcaente) a colsão. A artícula alo assa a se oer co o dobro da elocdade da artícula ncdente

8 Colsões un-densonas nelástcas: Antes Deos A artícula ncdente gruda na artícula-alo. Essa stuação reresenta a erda áxa de energa cnétca nua colsão nelástca e ua densão. ( + ) + + CM + Coo o centro de assa concde co as duas artículas grudadas, elas te que se oer co a elocdade do centro de assa. A energa cnétca nal é a energa cnétca assocada ao oento do CM.

9 Exelo: Colsões un-densonas nelástcas: Ec.0 5 J Ec J Ec F ½ + ½.50J J J A artícula ncdente gruda na artícula-alo. Essa stuação reresenta a erda áxa de energa cnétca nua colsão nelástca e ua densão. ΔK <0

10 Colsões b-densonas: Antes Deos θ θ Vaos consderar a artícula-alo e reouso 0 + Conseração de oento lnear θ Esses 3 etores dene u lano, chaado de lano de colsão. Portanto, a colsão sere ocorre e u lano (b-densonal).

11 Exelo: Nua colsão elástca, ua artícula de assa kg ncde co elocdade 0 /s nua artícula de assa kg, ncalente e reouso. Se a colsão delete a artícula de u ângulo de θ30 o, qual é a elocdade da artícula aós a colsão? 0 cosθ + senθ cosθ senθ Deos θ θ Da conseração de energa cnétca: + θ

12 Exercíco resoldo do Lro Tler, ág. 9 (4º ed) U equeno carro, co assa de, Mg (ou,.0 3 kg), aança ara leste, a 40 k/h, colde nu cruzaento co u canhão de 3,0 Mg, que aança ara o norte, a 60 k /h. O carro e o canhão consttue u só destroço deos da colsão. Deterne o ódulo a dreção e sentdo da elocdade deste destroço deos da colsão.

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14 Reerencal Centro de Massa Dado u sstea de N artículas,, 3... n, as coordenadas do Centro de assa deste sstea são dadas or: x y z CM CM CM Mx CM M M M x x z y + x +... n n M CM + x +... n n P P M const. (sst. solado) n C

15 Lebrando.. I. Moento Lnear (): Denção r r Kg./s II. Relação co a Segunda Le de Newton r r r d r Fext a Quando Fext 0 P P dt r r r r ulsoj ΔP P P r III. Colsões r J constante. ) e 0 colsão eretaente nelástca (ou coletaente nelástca) ) 0 < e < colsão nelástca 3) e colsão elástca Energa cnétca se consera. ( eloc. Rel. aastaento eloc. Rel. aroxação ) t t r F (t) dt

16 Exercícos de Resão U jogador de utebol dá ua chute e ua bola de utebol de assa gual a 0,45 kg que está ncalente e reouso. O é do jogador está e contato co a bola durante o nteralo de teos de Δt 3 s, e a orça do chute é dada ela exressão: F ( t ) [ (6.0 6 )t - (.0 9 )t ] N, Deterne a ntensdade das seguntes grandezas: a) O ulso sobre a bola dedo ao chute, b) A orça éda que o é do jogador exerce sobre a bola durante o eríodo de contato, c) A orça áxa que o é do jogador exerce sobre a bola durante o eríodo de contato, d) A elocdade da bola edataente deos que ela erde contato co o é do jogador. a) Res. J 9N.s, b) Res. F N, c) Res. F N, d) Res. 0/s.

17 Exercícos de Resão Pêndulo balístco: Colsão nelástca: + Conseração de energa ecânca aós a colsão: + gh gh 0 g 4 kg h 5 c 4,0 0,0 9,8 0,05 /s 400 /s.400 k/h Ver roblea resoldo 0. Hallday 6ºed. Pg. 89

18 Pág 53 ex.49) Exercícos de Resão Ua bala de 3,5 g é dsarada horzontalente e dreção a dos blocos e reouso sobre a sueríce de ua esa se atrto. A bala assa elo rero bloco, que ossu assa gual a, kg, e se aloja no segundo bloco, que te assa de,8 kg. Dessa ora são ornecdas as elocdades de 0,630 /s e,4 /s, resectaente, aos blocos conore o esquea abaxo. Deterne qual a elocdade orgnal da bala? ( 0 antes de coldr co o º bloco). 0, kg,8 kg Se atrto