Experimento - colisões na sinuca
- Autor:
- Leonardo Crochik
- Tópico:
- Vetores 2D (Bidimensional)
Vamos, neste exercício, analisar uma colisão de bolas de sinuca. Veja abaixo um vídeo com as instruções a respeito.
Instruções sobre o experimento e a análise
Retiramos do vídeo abaixo 3 quadros de uma colisão.
vídeo da colisão
O quadro 1 é anterior à colisão, o quadro 2 reproduz o instante
aproximado da colisão e o quadro 3 reproduz um momento posterior à
colisão.
Quadro n. 12 (t=12 * 0,0007 s)
Quadro n. 26 (t=26 *0,0007s)
Quadro n. 62 (t=62*0,0007s)
Sobrepomos então, na primeira imagem, os quadros 1 e 2, e, na segunda imagem, os quadros 2 e 3. Dessa forma determinamos o deslocamento d de cada bola, antes e depois da colisão.
Para analisar este experimento, precisamos determinar a quantidade de movimento de cada bola, tanto antes quanto depois da colisão. Sabemos que a massa das bolas de sinuca é de 0,160kg. Os quadros 1, 2 e 3 que retiramos do vídeo são, respectivamente, o 12o, o 26o e o 62o quadros do vídeo. Como o intervalo entre cada quadro do vídeo (que está em câmera lenta) é de 0,0007 s, é possível calcular o instante de tempo associado a cada quadro.
Como a quantidade de movimento é definida como , para calcular a quantidade de movimento de cada bola, é necessário multiplicar o seu vetor deslocamento () por . Todas as bolas têm a mesma massa. Porém, há dois intervalos diferentes: um associado ao movimento antes da colisão () e o outro associado ao movimento depois da colisão (). O seu exercício é: determine o valor de e .
Então, o aplicativo lhe mostrará os vetores quantidade de movimento associados a cada bola (que utilizaremos a seguir). Perceba a relação que existe entre a quantidade de movimento e a distância percorrida por cada bola. Talvez os vetores quantidade de movimento fiquem muito grandes para a imagem (então você pode usar o mouse para diminuir o zoom da imagem e conseguir vê-los - clique na animação e então use o scroll do mouse).
Agora, vamos calcular e comparar as quantidades de movimento total inicial () e final (), associadas ao movimento das bolinhas antes e depois da colisão. Para isso, precisaremos somar as quantidades movimento de cada bolinha após a colisão. (Para o início da colisão, apenas a bolinha branca se move, então não há o que somar). Veja o vídeo inicial nesta página para saber como realizar a soma vetorial no aplicativo abaixo. O exercício agora é: calcular o módulo da quantidade de movimento iniciai (Pi), o módulo da quantidade de movimento final (Pf) e a diferença percentual entre os dois valores obtidos: .