Mecânica

Colisão elástica

Observe o momento total permanecer o mesmo enquanto as bolas se separam.

Colisão elástica — simulação interativa de Mecânica. Observe o momento total permanecer o mesmo enquanto as bolas se separam. Laboratório virtual de física gratuito no navegador com medições SI ao vivo e tutorial guiado.

Conservação da quantidade de movimento

Numa colisão sem forças externas, a quantidade de movimento total se conserva. Numa colisão elástica, a energia cinética também se conserva.

Quando duas bolas colidem numa superfície sem atrito, suas quantidades de movimento individuais mudam, mas a quantidade de movimento total do sistema permanece igual. Numa colisão quase elástica, elas ricocheteiam com energia cinética quase igual: bolas rápidas entram, bolas rápidas saem.

• p = mv → Σp_before = Σp_after
• EC = ½mv² (conservada em colisões elásticas)

Resumo da investigação

Planeje a pergunta antes de abrir o laboratório

O resumo espelha a página pré-renderizada: a pergunta orientadora, as previsões concorrentes, os papéis das variáveis, as leis governantes, a configuração e os prompts de análise e extensão permanecem visíveis e nesta ordem.

Pergunta de direção

Duas bolas idênticas rolam uma em direção à outra com a mesma velocidade e colidem elasticamente. Após a colisão, como se comparam suas velocidades com as anteriores?

Previsões para pesar

• Cada bola salta para trás na mesma velocidade com que entrou
• Ambas as bolas param no ponto de colisão
• Ambas as bolas continuam inalteradas, como se passassem uma pela outra

Papéis variáveis

O que você definiu:

• Massa m (cada bola) (kg)
• Velocidade de aproximação v (m/s)

O que você mede:

• Bola A: quantidade de movimento p = mv (kg·m/s)
• Bola A: EC = ½mv² (J)
• Momento da bola A depois — previsão ideal (kg·m/s)
• Momento total após a colisão (A + B) (kg·m/s)

Como funciona a investigação

1. Abra a simulação de colisão elástica e pressione Redefinir.
2. Confirme se ambas as bolas têm massa igual e defina a velocidade de aproximação para cada tentativa abaixo (a bola A se move para a direita, a bola B se move para a esquerda na mesma velocidade).
3. Pressione Play, observe as sondagens de impulso em ambas as bolas e registre a leitura do impulso da Bola A logo após as bolas se separarem.

Equação governante

Momento — p = m·v

O impulso de cada bola antes do impacto, a partir da massa e da velocidade de aproximação que você definiu para cada tentativa. O momento total (bola A + bola B) é conservado durante a colisão.

Energia Cinética — KE = ½·m·v²

Energia de movimento da bola A antes do impacto. Numa colisão perfeitamente elástica isto é totalmente conservado; a restituição 0.98 do sim ao vivo mantém apenas e² dele, que suas respostas elaboradas devem contabilizar.

O que a planilha para impressão pede aos alunos que resolvam

• Mostre seu trabalho calculando o momento da bola A antes da colisão (p = mv) para uma tentativa e compare-o com a leitura da sonda de momento da simulação.
• Compare o momento da bola A antes e depois da colisão. O que a mudança de sinal lhe diz sobre sua direção? O momento total da bola A + bola B é conservado?

Onde isso aparece além do laboratório

• A simulação utiliza uma restituição de 0.98, não um 1.0 perfeito. Como você esperaria que o impulso de recuperação fosse diferente da sua previsão idealizada e por quê?
• Se a bola B fosse duas vezes mais pesada que a bola A, a bola A ainda quicaria para trás? Use as fórmulas gerais de colisão elástica para raciocinar sobre isso.

• AP Physics 1 — Unit 4: Linear Momentum
• AP Physics C: Mechanics — Unit 4: Linear Momentum
• IB Physics — A.2 Forces and momentum
• General High School Physics — Momentum & collisions
• NGSS High School Physics — Conservation of momentum
• Middle School Physical Science — Newton's third law and collisions
• Middle School Physical Science — Kinetic energy

1. Bem-vindo às colisões elásticas
2. Pressione Reproduzir
3. troca de quantidade de movimento
4. Selecione uma bola
5. Abra os dados
6. Você conseguiu!

Abra a simulação interativa para construir a cena, pressione Reproduzir e explore com medições em tempo real e um tutorial guiado.

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Baixe a planilha do laboratório →

Conservação de Quantidade de Movimento