11. Experiencia Virtual # 11 Choques elásticos e inelásticos PDF

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UNIVERSIDAD DE LA COSTA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS EXPERIENCIA No. 11 CHOQUES ELÁTICOS E INELÁSTICO LABORATORIO DE FÍSICA MECÁNICA

GRUPO

FECHA DÍA

MES

AÑO

NOMBRES:

1. OBJETIVOS   

Calcular la el momento lineal en colisiones elásticas e inelásticas. Calcular la energía cinética en colisiones elásticas e inelásticas Establecer la perdida de energía en colisiones inelásticas.

2. MARCO TEÓRICO

La cantidad de movimiento lineal, (también llamada momento lineal) de un objeto se define como el producto de su masa por su velocidad. La cantidad de movimiento es una cantidad vectorial y se representa usualmente con el símbolo Si m representa la masa de un objeto y su velocidad, entonces su cantidad de movimiento lineal o momento lineal se define como:

Las unidades en las que se expresa el momento lineal en el SI es:

Física mecánica /dinámica|1

Si una partícula se mueve en cualquier dirección en el espacio, se expresa en sus tres componentes:

CHOQUES DE DOS PARTÍCULAS EN EL PLANO

P1 = m1V1

p1 = m1 P1 =

F12

F21

p2 =

m2 De aquí se obtiene que:

dp1 dp 2 d   p1  p 2  0 dt dt dt Física mecánica /dinámica|2

Esto significa que: ptotal = p1 + p2 = constante La ley de la conservación del momento lineal establece que siempre que dos partículas aisladas interactúan entre sí, su momento total.

Consideraremos colisiones en una y en dos dimensiones. Las colisiones se clasifican en: Elásticas: En este choque se conserva tanto el momento lineal como también energía cinética total, es decir:

1 2

m1v12i  12 m2 v22i  12 m1v12f  12 m2 v22 f

Inelásticas: Se conserva el momento lineal, pero parte de la energía cinética total se transforma en energía no recuperable (calor, deformación, sonido, etc.). Se pierde energía cinética debido al choque. Física mecánica /dinámica|3

Perfectamente inelásticas: cuando los objetos permanecen juntos después de la colisión.

v1f = v2f

Llamamos colisión a la interacción de dos (o más) cuerpos mediante una fuerza impulsiva. Si m1 y m2 son las masas de los cuerpos, entonces la conservación de la cantidad de movimiento establece que: Por conservación del momento lineal

Por conservación del momento lineal cuando el choque es perfectamente inelástico

3. PROCEDIMIENTO Y TABLAS DE DATOS Física mecánica /dinámica|4

 Ingrese al siguiente link  https://phet.colorado.edu/sims/collision-lab/collision-lab_es.html Aparecerá en nuestra pantalla la siguiente imagen:

Parte I. Colisión elástica e inelástica en una dimensión Introduzca valores de masa y con los coeficientes de elasticidad como se muestra en las tablas1 y 2 Tabla1: Elasticidad 100% m1(kg)

m2(kg)

v1(m/s)

v2(m/s)

V1(m/s)

V2(m/s)

1,2

2,5

1

0

-0,35

0,65

1

0

Tabla2: Elasticidad 80% Física mecánica /dinámica|5

m1(kg)

m2(kg)

v1(m/s)

v2(m/s)

V1(m/s)

V2(m/s)

1,2

2,5

1

0

-0,22

0,58

1

0

Parte II. Colisión elástica e inelástica en dos dimensiones Introduzca valores de masa y , con los coeficientes de elasticidad como se muestra en las tablas1 y 2

Tabla 3: Elasticidad 100% m1(kg)

m2(kg)

v1(m/s)

v2(m/s)

V1(m/s)

V2(m/s)

1,2

2,5

1,04

0,71

1,26

0,51

1,04

0,71

Tabla 4: Elasticidad 80% m1(kg)

m2(kg)

v1(m/s)

v2(m/s)

V1(m/s)

V2(m/s)

1,2

2,5

1,04

0,71

1,03

0,42

1,04

0,71

4. PREGUNTAS Y ANÁLISIS

Física mecánica /dinámica|6

1. Usando la tabla 1, determine los momentos lineales y las respectivas energías cinéticas tanto antes como después del choque

Energía cinética

Se observa que el momento lineal permanece constante

Se conserva la energía cinética 2. Continúe usando la tabla 1 (la otra fila), determine los momentos lineales y las respectivas energías cinéticas tanto antes como después del choque. Física mecánica /dinámica|7

3. Usando la tabla 2, determine la energía cinética del sistema tanto antes como después del choque Se conserva la energía cinética o se pierde. Explique 4. Usando la tabla 3, determine la energía cinética del sistema tanto antes como después del choque Se conserva la energía cinética o se pierde. Explique 5. Usando la tabla 4, determine la energía cinética del sistema tanto antes como después del choque Se conserva la energía cinética o se pierde. Explique 6. De acuerdo con lo experimentado en cada una de las tablas 1, 2, 3 y 4. ¿Qué tipo de choque sucede en cada tabla?. Explique 5. CONCLUSIONES DE LA EXPERIENCIA ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________

Referencias

Serway, R. & Jewet, J.: Física para ciencias e ingeniería Volumen 1. Séptima edición. Cengage Learning Editores S.A. de C.V., 2008. Sears, F. & Zemansky, M.: Young, H. & Freedman, R.: Física universitaria volumen 1. Decimosegunda edición.

Física mecánica /dinámica|8...