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Práctica Colisiones Elásticas, Guías, Proyectos, Investigaciones de Física

Práctica sobre colisiones elásticas

Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones

2018/2019

Subido el 20/05/2019

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Universidad Autónoma de Chihuahua
Facultad de Ingeniería
Laboratorio de Física
Práctica 11. Colisiones Elásticas
Equipo 1.
Grupo 1AE2
Fecha de entrega: 16 de Mayo del 2019
334195 Ayala Guzman Liz Estefania
334240 Castillo Rascón Rafael Angel
334430 Sáenz Jurado Adela Miroslava
334197 Rivas Rico David Alejandro
335864 Alvarado Hidalgo Luis Eduardo
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¡Descarga Práctica Colisiones Elásticas y más Guías, Proyectos, Investigaciones en PDF de Física solo en Docsity!

Universidad Autónoma de Chihuahua

Facultad de Ingeniería

Laboratorio de Física

Práctica 11. Colisiones Elásticas

Equipo 1.

Grupo 1AE

Fecha de entrega: 16 de Mayo del 2019

334195 Ayala Guzman Liz Estefania

334240 Castillo Rascón Rafael Angel

334430 Sáenz Jurado Adela Miroslava

334197 Rivas Rico David Alejandro

335864 Alvarado Hidalgo Luis Eduardo

I. OBJETIVO

Investigar las cantidades físicas que se conservan durante una colisión perfectamente elástica.

II. FUNDAMENTOS

El momento lineal es el producto de la masa de un cuerpo en movimiento y de su velocidad lineal. El momento es una cantidad vectorial, debido a que tiene magnitud, dirección y sentido. El momento lineal total de un sistema constituido por una serie de objetos es la suma vectorial de los momentos de cada objeto individual. En un sistema aislado, el momento total permanece constante a lo largo del tiempo; es lo que se llama conservación del momento lineal. En los sistema cerrados donde no actúa ninguna fuerza externa sobre el sistema el momento lineal se debe conservar, El principio de conservación del momento lineal, también conocido como principio de conservación de la cantidad de movimiento, establece que si la resultante de las fuerzas que actúan sobre un cuerpo o sistema es nula, su momento lineal permanece constante en el tiempo. 𝐹 →=0 𝑝 →= constante Un choque elástico es un choque en el cual no hay pérdida de energía cinética en el sistema como resultado del choque. Tanto el momento (ímpetu o cantidad de movimiento) como la energía cinética, son cantidades que se conservan en los choques elásticos.

- Antes de la colisión !

  • Después de la colisión ! - Antes de la colisión !
  • Después de la colisión ! ! Tabla 1. m 1 =m 2 (0.1477kg) V 1 V 2 Antes de la colisión 0.548 m/s 0 m/s Después de la colisión 0 m/s 0.512 m/s v 1 = 0.274 m 0.5 s = 0.548 m / s V 2 = 0.256 m 0.5 s = 0.512 m / s Tabla 2. m 1 < m 2 (m 1 = 0.1477kg ; m 2 = 0.2917kg) V 1 V 2 Antes de la colisión 0.428 m/s 0 m/s Después de la colisión -0.140 m/s 0.364 m/s v 1 = 0.214 m 0.5 s = 0.428 m / s V 1 = (0.1477 kg − 0.2917 kg ) (0.1477 kg + 0.2917 kg ) (0.428 m / s ) = − 0.140 m / s V 2 = 0.182 m 0.5 s = 0.364 m / s

- Antes de la colisión !

  • Después de la colisión ! !
  1. Con los valores de las masas y con las velocidades determinadas en el punto anterior , calculamos el ímpetu total y la energía cinética total antes y después de la colisión de acuerdo con las siguientes ecuaciones: Primer caso m 1 =m 2 (0.1477kg)
  • Antes de la colisión ! !
  • Después de la colisión ! ! Repetimos lo anterior con los dos casos restantes
    1. Con los valores de los ímpetus y de las Energías Cinéticas (antes y después de la colisión) calculados en el punto anterior, determinamos las variaciones del ímpetu y de la Energía Cinética mediante las siguientes ecuaciones: ! ! Tabla 3. m 1 > m 2 (m 1 = 0.2917kg ; m 2 = 0.1477kg) V 1 V 2 Antes de la colisión 0.461m/s 0 m/s Después de la colisión 0.1510 m/s 0.648 m/s v 1 = 0.277 m 0.6 s = 0.461 m / s V 1 = (0.2917 kg − 0.1477 kg ) (0.1477 kg + 0.2917 kg ) (0.461/ s ) = 0.1510 m / s V 2 = 0.384 m 0.6 s = 0.648 m / s P 1 = m 1 v 1 + mzv 2 = (0.1477 kg )(0.548 m / s ) = 0.0809 Nm K 1 = ( 1 / 2 )( m 1 v 2 1 )^ +^ (^1 /^2 )( m^2 v 2 2 )^ =^ (^1 /^2 )(0.1477 Kg )(0.548 m^ / s ) 2 = 0.0221 J P 2 = m 1 V 1 + mzV 2 = (0.1477 kg )(0.512 m / s ) = 0.07562 Nm K 1 = ( 1 / 2 )( m 1 V 2 1 )^ +^ (^1 /^2 )( m^2 V^ 2 2 )^ =^ (^1 /^2 )(0.1477 Kg )(0.512 m^ / s ) 2 = 0.01935 J

Δ p = P 2 − P 1

Δ k = K 2 − K 1

VI. RESPUESTA

Al término de la práctica pudimos concluir que logramos cumplir el objetivo, ya que investigamos las cantidades físicas que se conservan durante una colisión perfectamente elástica. Sabemos que cuando ocurren choques entre cuerpos, la cantidad de movimiento total del sistema no varía, es la misma antes y después del choque, esto constituye el principio de conservación del movimiento. Teóricamente nuestros valores de! y! debían ser igual a cero; analizando la Tabla 4. podemos observar que obtuvimos valores muy cercanos a cero, por lo que podemos decir que las colisiones que realizamos no fueron perfectamente elásticas, pero no existió tanto error como esperábamos. El momento se conserva porque no existen fuerzas externas que alteren el comportamiento de las partículas, gracias a la primera ley de newton que nos dice que si la suma de todas las fuerzas que actúan entre partículas de un conjunto de objetos es cero, las únicas fuerzas que cambian el momento lineal del sistema son las fuerzas externas; de igual manera la energía tiene que conservarse antes y después del choque porque no existen deformaciones ni calor liberado.

VII.JUSTIFICACIÓN

Al haber realizado el experimento, podemos decir que todo salió acorde a los objetivos, investigamos las cantidades físicas que se conservan durante una colisión perfectamente elástica. El hecho de que la práctica no haya dado como resultado un choque perfectamente elástico significa que hubo errores de medición y del manejo de los materiales del laboratorio. En particular esta práctica nos resultó complicada realizar, debido al movimiento del deslizador que tenia qué mantenerse en reposo y al doble registro que teníamos que hacer.

VIII.BIBLIOGRAFÍA

Young, H., Freedman, R., Sears, F., & Zemansky, M. (2009). Física universitaria,

vol. 1. México DF: Pearson.

Δ p Δ k