Conservação do Momento Linear
ARTIGO EM CONSTRUÇÃO
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Descrição da Experiência
O objectivo desta experiência é familiarizar o aluno com os conceitos fundamentais de referêncal e centro de massa.
Desde muito novos que os estudantes de ciências aprendem a noção de referencial. O problema é que esta é altamente abstracta e poucos são os que conseguem realmente perceber o que é um referencial.
Mais difícil ainda é compreender o referencial do centro de massa, que conjuga duas realidades físicas abstractas. A principal e grande ambição do projecto é mostrar aos alunos, e a qualquer pessoa, o que é um referencial e principalmente, o que é que se vê no referencial do centro de massa no instante em que duas partículas chocam!
Aparato Experimental
A montagem experimental consiste numa calha de ar, oca, com pequenos furos que permitem a saída de ar ligada a um compressor, criando um fluxo constante de ar a sair pelos furos da calha. Isto cria um sistema igual às mesas de Air Hockey, permitindo que os dois carrinhos deslizem com o mínimo de atrito. Dois electroímans (um em cada ponta da calha) controlados por um microcontrolador dão o impulso a cada um dos carrinhos. A velocidade inicial de cada carrinho é medida por um photogate.
| Grandeza | Valor |
|---|---|
| Massa do carrinho A | \( 215,0 \pm 0,2 \) |
| Massa do carrinho B | \(223,51 \pm 0,2 \) |
O carrinho
Apesar do nome, a montagem não se parece com um carro. Na figura ao lado podemos observar as 4 partes principais:
- Um carril triângular para assentar na calha;
- Um elástico frontal para que a colisão seja o mais elástica possível (é fisicamente impossível obter uma colisão 100% elástica, mas esta montagem permite que se considere elástica para a precisão considerada);
- Uma peça no topo cujo propósito é interagir com a célula fotoelétrica.
- Um íman, que sofrerá a repulsão do eletroíman quando este segundo for activado.
O que é uma célula fotoelétrica?
Uma célula fotoelétrica consiste num sensor luminoso (fotodíodo) e um led emissor de luz. Medindo o tempo que a peça no topo do carrinho obstrói o caminho ótico entre o led e o sensor, e sabendo o comprimento da mesma, podemos determinar a velocidade do carrinho.
Protocolo
Parâmetros a definir pelo utilizador:
- Impulso dado ao carro A
- Impulso dado ao carro B
- Referencial onde deseja observar o choque (carro A / carro B / Laboratório)
Esta montagem permite verificar a conservação do momento linear e energia cinética numa colisão elástica. Para tal basta correr a experiência com diferentes impulsos iniciais, podendo a experiência ser observada em cada um vários referênciais.
Quem gosta desta iniciativa
