Universidad de Santiago de Chile. Ingeniería Civil en Minas 2011 Ingeniería Ambiental 2011
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Ley de Conservación de la Cantidad de Movimiento Experimento N Laboratorio de Física. 09/12/2011 Integrantes: -Max Barahona Bart. -Evelyn Henríquez Serey. -Manuel Medina Echague.
Profesor: Rolando Blest
Índice: Pagina Introducción
3
Fundamentos Teóricos
4
Procedimiento Experimental
6
Choque Elástico
7
Choque Inelástico
9
Conclusión y Bibliografía
10
Introducción En este experimento elaborado en el laboratorio de física de la Universidad de Santiago de Chile estudiaremos el principio de conservación de la cantidad de movimiento lineal, que permite el estudio de la interacción entre cuerpos. En particular analizaremos dos casos de colisiones, elásticos e inelásticos. También estudiaremos que sucede con la energía cinética antes y después del choque. El objetivo General de la actividad es verificar experimentalmente la Ley de Conservación de la Cantidad de Movimiento Lineal para un sistema de partículas, en este caso dos carros y analizar la variación de la energía cinética dependiendo del choque.
Fundamentos Teóricos
El vector cantidad de movimiento lineal de una partícula se define como el producto de la masa m de esta y su velocidad v instantánea, es decir,
Si un sistema está formado por n masas m1, m2, m3,…, mn y cada una con velocidad v1, v2, v3,…, vn, respectivamente, se define como cantidad de movimiento lineal del sistema p como la sumatoria de las cantidades de movimiento lineal de cada partícula, es decir,
La energía cinética (Ec o K) de un cuerpo es aquella energía que posee debido a su movimiento, es decir,
Si un sistema está formado por n masas y cada una con su respectiva velocidad, se define como energía cinética del sistema como la sumatoria de las energías cinéticas de cada partícula, es decir,
Tipos de choques: Se denomina choque elástico a una colisión entre dos o más cuerpos en las que estos no sufren deformaciones permanentes durante el impacto. En una colisión elástica se conserva tanto el momento lineal como la energía cinética del sistema y los cuerpos se separan después del choque. Se denomina choque inelástico a una colisión entre dos o más cuerpos en las que estos pueden sufrir deformaciones y aumento de temperatura. En una colisión perfectamente inelástica los cuerpos permanecen unidos después del choque. La característica importante de este choque es que existe una disipación de energía, haciendo que cambie su energía cinética luego del choque pero si se conserva el momento lineal del sistema. Cuando las velocidades de los cuerpos justo antes del choque tienen la misma dirección lineal de choque, es decir, la línea que une los centros de masa de los cuerpos, se trata de un choque frontal. En cualquier otro caso se habla de un choque lateral.
Si Ki y Kf son la energía cinética del sistema antes y después del choque, respectivamente, se tiene: a) Choque Elástico: Ki = Kf b) Choque Inelástico: Kf < Ki.
Procedimiento Experimental Para el Choque elástico:
Ponga un imán en el extremo de un carro y otro imán de signo igual al anterior en el extremo del otro carro, esto servirá que al impactarse no queden unidos y se repelan. Mida las masas de los carros (m1 y m2).
Nivele el riel de modo que quede totalmente derecho respecto a la mesa. Situé las fotopuertas donde desee medir las velocidades de los carros.
Conecte la maquina que expulsara aire al riel para disminuir el rose del experimento, luego enciéndala. Lance los carros 1 y 2 de tal forma que impacten frontalmente.
Vea los valores que entregaron las fotopuertas, anótelos y saque conclusiones
Para el choque inelástico: Ponga plastilina en uno de los extremos de cada carros, servirá para que luego del choque ambos carros queden pegados. Mida las masas de los carros (m1 y m2).
Nivele el riel de modo que quede totalmente derecho. Situé las fotopuertas donde se desee medir las velocidades de los carros. Conecte la maquina que expulsara aire al riel para disminuir el rose del experimento, luego enciéndala. Lance los carros 1 y 2 de tal forma que las plastilinas se junten. Vea los valores que entregaron las fotopuertas, anótelos y saque conclusiones.
Choque elástico: Experimento M1 1 2 3 Donde
M2
T1
T2
T1’
T2’
V1
V2
V1’
M1: Masa del carro 1 M2: Masa del carro 2 T1: Tiempo en que el carro 1 pasa por la fotopuerta. T2: Tiempo en que el carro 2 pasa por la fotopuerta. T1’: Tiempo en que el carro 1 pasa por la fotopuerta después de la colisión T2’: Tiempo en que el carro 2 pasa por la fotopuerta después de la colisión. V1: Velocidad con la que el carro 1 pasa por la fotopuerta. V2: Velocidad con la que el carro 2 pasa por la fotopuerta. V1’: Velocidad con la que el carro 1 pasa por la fotopuerta después de la colisión. V2’: Velocidad con la que el carro 2 pasa por la fotopuerta después de la colisión.
V2’
Choque inelástico: Experimento M1 1 2 3 Donde
M2
T1
T2
T1’
V1
V2
V1’
T1’: Tiempo en que el carro 1 junto con el carro 2 pasan por la fotopuerta como un solo cuerpo después de la colisión. V1’: Velocidad con la que el carro 1 junto con el carro 2 pasan por la fotopuerta como un solo cuerpo después de la colisión.
Conclusión
Bibliografía:
