Bola salta alto
Intro
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02
Introdução
O que acontece quando soltamos uma bola sobre a outra? quais os
conceitos físicos envolvidos neste fenômeno?
Aprenda neste experimento.
Cadastrada por
Daniel Phillip Marques Bandeira
Material - onde encontrar
em casa
Material - quanto custa
até 10 reais
Tempo de apresentação
até 10 minutos
Dificuldade
fácil
Segurança
seguro
Materiais Necessários
*2 bolas cheias de tamanhos e massas diferentes
*Um lugar aberto
Bolas utilizadas no experimento.
Bola salta alto
Intro
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Passo 1
Experimento
Vá a um lugar aberto e segure as duas bolas a certa altura, de modo que a bola de menor massa esteja
acima da bola de maior massa, conforme a figura 1.
Solte as bolas de pequenas alturas e aumente gradualmente a altura de soltura. Perceba que, independente da altura de soltura, a bola de menor massa alcançará uma altura maior que a inicial e a bola de
maior massa alcança uma altura menor do que a altura incial.
Figura 1 - bolas preparadas
para a soltura.
Bola salta alto
Intro
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Passo 2
O que acontece
A explicação para este experimento está na conservação do momento linear e na conservação da energia
mecânica do sistema (bolas).
Inicialmente as bolas são soltas de determinada altura, portanto, ambas possuem energia potencial
gravitacional e a energia mecânica deste sistema é a soma da energia potencial de cada bola. Após
soltas, as bolas convertem gradualmente sua energia potencial gravitacional em energia cinética, ou
seja, aproximam-se do solo aumentando sua velocidade. No instante em que as bolas chegam até o chão
estão com a mesma velocidade e possuem certo momento linear.
Graças a colisão com o chão e, em seguida, colisão entre si, cada uma das bolas sobe. Ao analisar o
movimento de subida percebemos que a bola de maior massa sobe com velocidade de módulo menor do
o valor anterior às colisões, entretanto, acontece o oposto com a bola de menor massa, que sobe com
velocidade de módulo maior do que a velocidade antes da colisão. Constatamos que o momento linear
logo após as colisões muda de sentido e o módulo da velocidade de cada bola é alterado para que que o
momento linear se conserve.
Como cada bola sobe com velocidade diferente, a bola de maior massa atinge uma altura menor do que
a altura de soltura e a bola de menor massa alcança uma altura maior do que a altura de soltura, logo,
temos que a energia mecânica do sistema também será conservada.
Neste roteiro estamos tratando qualitativamente o fenômeno. Na prática, existe dissipação de energia
durante a queda das bolas, pela força de atrito com o ar, e as colisões não são 100% elásticas, ou seja, o
momento linear não se conserva, assim, a energia mecânica final é ligeiramente menor do que a energia
mecânica inicial.