Colisões, Física Clássica
2 participantes
PiR2 :: Física :: Mecânica Geral
Página 1 de 1
Colisões, Física Clássica
Uma bolinha A, de massa 400 g, está em repouso sobre uma superfície horizontal S, sem atrito (fig. a). Uma bolinha B, com massa 600 g e velocidade v B , de módulo 8,0 m/s, colide elasticamente com A. A bolinha A colide elasticamente com a parede P e, na volta, colide pela segunda vez com B, à distância x da parede (fig. b). Desprezando os tamanhos das bolinhas, calcule o valor de x.
Gabarito: 50cm
Gabarito: 50cm
Última edição por fraveras2001 em Sex 07 Jan 2022, 00:24, editado 2 vez(es)
fraveras2001- Iniciante
- Mensagens : 36
Data de inscrição : 05/01/2022
Idade : 19
Localização : Silvianópolis, MG
Re: Colisões, Física Clássica
[latex] Considerando v a velocidade de A após a colisão e v' a de B após a colisão, temos: 0,6*8=0,4*v+0,6*v' (I)
sendo o coeficiente de restituição igual a 1 (choque elástico)
e=v(afastamento)/v(aproximação)
1=v-v'/8
v-v'=8
v=8+v' (II)
substituindo II em I:
0,6*8=o,4*(8+v')+0,6*v'
0,6*8=0,4*8+0,4*v'+0,6v'
0,2*8=v'
v'=1,6m/s \therefore v=9,6m/s
O tempo t que v gasta para percorrer os 70cm
t=0,7/9.6
A distância d que percorre v'
d=1,6*t
d=1,6*0,7/9,6
O encontro será dado em t', quando:
0,7-(d+v'*t')=v*t'
0,7-0,7*1,6/9,6 -1,6*t'=9,6t'
11,2*t'=0,7(1-1,6/9,6)
t'=0,7(1-1,6/9,6)/11,2
A distância do encontro é, portanto:
d'=9,6*t'
d'=9,6*0,7(1-1,6/9,6)/11,2 \rightarrow d'=0,5m ou 50cm [/latex]
sendo o coeficiente de restituição igual a 1 (choque elástico)
e=v(afastamento)/v(aproximação)
1=v-v'/8
v-v'=8
v=8+v' (II)
substituindo II em I:
0,6*8=o,4*(8+v')+0,6*v'
0,6*8=0,4*8+0,4*v'+0,6v'
0,2*8=v'
v'=1,6m/s \therefore v=9,6m/s
O tempo t que v gasta para percorrer os 70cm
t=0,7/9.6
A distância d que percorre v'
d=1,6*t
d=1,6*0,7/9,6
O encontro será dado em t', quando:
0,7-(d+v'*t')=v*t'
0,7-0,7*1,6/9,6 -1,6*t'=9,6t'
11,2*t'=0,7(1-1,6/9,6)
t'=0,7(1-1,6/9,6)/11,2
A distância do encontro é, portanto:
d'=9,6*t'
d'=9,6*0,7(1-1,6/9,6)/11,2 \rightarrow d'=0,5m ou 50cm [/latex]
fraveras2001- Iniciante
- Mensagens : 36
Data de inscrição : 05/01/2022
Idade : 19
Localização : Silvianópolis, MG
Re: Colisões, Física Clássica
Realizando a conservação da quantidade de movimento e utilizando que a colisão é elástica(coeficiente de restituição = 1) para encontrar as velocidades:
[latex] Q_i=Q_f\rightarrow 0,6.8=0,4V_a'+0,6V_b' \rightarrow 48=4V_a'+6V_b' \:(I)
e = \frac{V_a'-V_b'}{8} \rightarrow 8 = V_a'-V_b' \rightarrow V_a'=V_b'+8 \:(II) [/latex]
Substituindo II em I:
[latex] 48 = 4(V_b' + 8 )+ 6V_b'\rightarrow 16=10V_b'
\therefore V_b'=1,6m/s \therefore V_a'=9,6m/s [/latex]
Após a colisão, a bolinha A demora um tempo t1 até chegar a parede:
[latex] t_1=\frac{0,7}{9,6} [/latex]
Após isso, como a colisão com a parede é elástica, ela apenas muda o sentido da velocidade e volta contra a bolinha B com 9,6m/s.
Basta agora montar as equações da posição e descobrir onde elas se encontram.
Considere a parede como a origem:
[latex] x_A=0+9,6t \\ x_B=(0,7 - 1,6.t_1)-1,6t
x_A = x_B\rightarrow 9,6t=0,7 - 1,6.\frac{0,7}{9,6} -1,6t
\rightarrow 11,2t=\frac{5,6}{9,6} \therefore t=\frac{1}{19,2}
x_A=9,6.\frac{1}{19.2}=0,5 \:m=50\:cm [/latex]
[latex] Q_i=Q_f\rightarrow 0,6.8=0,4V_a'+0,6V_b' \rightarrow 48=4V_a'+6V_b' \:(I)
e = \frac{V_a'-V_b'}{8} \rightarrow 8 = V_a'-V_b' \rightarrow V_a'=V_b'+8 \:(II) [/latex]
Substituindo II em I:
[latex] 48 = 4(V_b' + 8 )+ 6V_b'\rightarrow 16=10V_b'
\therefore V_b'=1,6m/s \therefore V_a'=9,6m/s [/latex]
Após a colisão, a bolinha A demora um tempo t1 até chegar a parede:
[latex] t_1=\frac{0,7}{9,6} [/latex]
Após isso, como a colisão com a parede é elástica, ela apenas muda o sentido da velocidade e volta contra a bolinha B com 9,6m/s.
Basta agora montar as equações da posição e descobrir onde elas se encontram.
Considere a parede como a origem:
[latex] x_A=0+9,6t \\ x_B=(0,7 - 1,6.t_1)-1,6t
x_A = x_B\rightarrow 9,6t=0,7 - 1,6.\frac{0,7}{9,6} -1,6t
\rightarrow 11,2t=\frac{5,6}{9,6} \therefore t=\frac{1}{19,2}
x_A=9,6.\frac{1}{19.2}=0,5 \:m=50\:cm [/latex]
Leonardo Mariano- Monitor
- Mensagens : 501
Data de inscrição : 11/11/2018
Idade : 22
Localização : Criciúma/SC
fraveras2001 gosta desta mensagem
Tópicos semelhantes
» Sampaio e Calçada -- Física Clássica ou Universo da Física?? Qual é o melhor?
» Coleção - Física Clássica - Tempo Para Embasar Física
» Tópicos De Física X Física Clássica
» Fisica colisões
» Física Clássica e Tópicos de Física
» Coleção - Física Clássica - Tempo Para Embasar Física
» Tópicos De Física X Física Clássica
» Fisica colisões
» Física Clássica e Tópicos de Física
PiR2 :: Física :: Mecânica Geral
Página 1 de 1
Permissões neste sub-fórum
Não podes responder a tópicos
|
|