Ressalto de uma bola

Movimento vertical de queda e de ressalto de uma bola: transformações e transferências de energia

01

A altura atingida pela bola no ressalto será igual à altura em que se encontrava quando foi largada?

Quando a bola está em queda está apenas sujeita à atuação do peso(força conservativa), de modo que existe conservação da energia mecânica. No ressalto, após o embate no solo, também a bola estará apenas sujeita ao seu peso. Contudo, durante a colisão não existe conservaçao de energia mecânica, pelo que a energia mecânica do ressalto é inferior a energia mecânica na queda.

No ressalto a bola não atinge a mesma altura.

Que transformações de energia ocorrem ao longo do movimento de queda e de ressalto de uma bola, considerando desprezável a resistência do ar?

Durante a queda de uma bola existe transformação de energia potencial gravítica em energia cinética. Enquanto a bola colide com o solo há transformação de energia mecânica em energia interna e existe transferência de energia do solo para a bola e vise-versa. Já no ressalto, a energia cinética transforma se em energia potencial gravítica.

Qual é a expressão que permite determinar a fração da energia mecânica dissipada no movimento de queda e de ressalto de uma bola em função das alturas de queda e de ressalto da bola?

Edissipada

Fração da Edissipada

Einicial

Em,queda - Em,ressalto

Em,queda

mgh queda - mgh ressalto

mgh queda

h resalto

1 -

h queda

Se uma bola de voleibol e uma bola de basquetebol forem largadas da mesma altura, será que a altura do primeiro ressalto é igual em ambas as situações?

Não, a altura de ressalto será diferente nas duas bolas. Uma vez, que a altura de ressalto de uma bola está relacionada com a maior ou menor elastecidade da bola em colisão. Quanto menor for a elasticidade dos materiais, maior será a energia dissipada na co-lisão, isto é, maior será a diminuição da energia mecânica e menor a altura de ressalto. Assim, as alturas de ressalto são diferentes para as duas bolas, por a energia dissipada ser diferente. Ainda, se colidir em diferente superficies, a altura de ressalto será diferente. Matematicamente, quanto mais próximo de zero se apresentar o valor da razão entre as alturas de ressalto e de queda, maior é a dissipação de energia, enquanto valores próximos da unidade revelam pouca dissipação de energia, ou seja, maior elasticidade.

Método a

Deixar cair uma bola, sucessivamente, de alturas diferentes medindo-se as alturas atingidas no primeiro ressalto. Nesta situação, devem realizar-se três ensaios para cada uma das alturas de queda e encontrar o valor mais provável da altura do primeiro ressalto.

Como proceder para estudar o movimento de queda e de ressalto de uma bola ao longo do tempo?

vs

Método B

Deixar cair uma bola, usando um sistema de aquisição automático de dados. Neste caso, um sensor de movimento mede a distância do sensor ao topo da bola e, a partir dos dados recolhidos pelo sensor durante o movimento da bola, obtém-se a altura de queda da bola relativamente ao solo e a altura atingida no respetivo ressalto em relação ao solo.

Parte laboratorial

Método A

• Construa um gráfico da primeira altura de ressalto em função de altura de queda, para cada uma das bolas utilizadas;
• Trace a reta que melhor se ajusta aos resultados experimentais e obtenha a respetiva equação;

• Fita métrica;
• Notas adesivas ou etiquetas;
• Bolas diferentes (basquetebol, voleibol, futebol ...)

Parte laboratorial

Método B

• Calculadora gráfica e/ou interface ligada a um computador com software adequado;
• Cabo de ligação USB;
• Sensor de movimento (CBR 2 );
• Bolas diferentes (basquetebol, voleibol, futebol, ...);

• Construa um gráfico da primeira altura de ressalto em função de altura de queda, para cada uma das bolas utilizadas;
• Trace a reta que melhor se ajusta aos resultados experimentais e obtenha a respetiva equação;

Info

Análise de resultados e conclusão

• As diferenças observadas nos gráficos obtidos para cada uma das bolas utilizadas;
• O significado do declive da reta dos gráficos obtidos no tratamento de resultados;
• A percentagem de energia mecânica dissipada na colisão de cada bola com o solo;
• A relação qualitativa existente entre a elasticidade das bolas e:

- declive da reta dos gráficos obtidos; - a percentagem de energia mecânica dissipada na colisão com o solo;

• O motivo pelo qual a altura atingida pela bola diminui nos sucessivos ressaltos;
• A adequação dos procedimentos efetuados aos objetivos a alcancar nesta atividade.

Para mais experiências

CONTACTo

www.nãoteesqueçasdeestudarfisica-química.com