Práctica #9 Conservación de la Cantidad de Movimiento Lineal PDF

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Practica 9 Física 1...

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Universidad Autónoma de Nuevo León Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Laboratorio de Física I Reporte de Práctica Instructor: Marco Arturo Hernández Organes Brigada:602 Número y Nombre de la Práctica: Práctica #9 Conservación de la Cantidad de Movimiento Lineal

Matricula

Estudiante

Programa Educativo

1900884

Barragán Gutiérrez Diego

IMTC

Calificación: _______ Dia_28_del mes Noviembre del año 2020. San Nicolás de los Garza, Nuevo León

Marco Teórico Conservación de la cantidad de Movimiento Lineal/ Colisiones Consideremos un sistema de dos cuerpos (esferas) moviéndose horizontalmente sobre una línea recta, pero en sentido contrario. Al momento de interactuar chocan entre ellos, no hay ninguna fuerza externa actuando sobre el sistema, solo las ejercidas mutualmente entre los cuerpos a impactarse. De acuerdo con la tercera Ley de Newton, las fuerzas que actúan sobre cada cuerpo son iguales en magnitud, pero en sentido contrario F1= -F2, entonces, al considerar un intervalo de tiempo (∆t) durante el cual actúa la fuerza ejercida por un cuerpo sobre el otro, los impulsos producidos por cada una de estas fuerzas también serán iguales, ´pero opuestos.

FÓRMULAS UTILIZADAS

 I1= -I2  I= F∆t  F1∆t= -F2∆t  I1= ∆P1 Cambio de Movimiento  I1= -∆P2 Cantidad de Movimiento  ∆p1= -∆p2  ∆p1= m1vf1 – m1vo1  ∆p2= m2vf2 – m2vo2  m1v01 + m2v02 = m1vf1 + m2vf2

Ley de Conservación de la Cantidad de Movimiento

Si la fuerza externa resultante que actúa sobre un sistema es nula, la cantidad de movimiento total del sistema ser conserva. La cantidad de movimiento antes del impacto es igual a la cantidad de movimiento después del impacto.

Esta ley es muy importante, ya que se satisface independientemente del tipo de fuerzas que intervengan en el sistema, con la condición de que sean internas en el mismo. Hay que tener en cuenta que las velocidades son cantidades vectoriales, es decir, tienen magnitud, dirección y sentido. Una de las aplicaciones de dicha ley es la que se refiere a choques frontales entre dos masas.

Es preciso recalcar que, para que se produzca una colisión, no es necesario que los cuerpos hayan estado físicamente en contacto en sentido microscópico, basta que se aproximen lo suficiente como para que haya interacción entre ellos. La característica fundamental de una colisión es que las fuerzas que determinan lo que ocurre durante la misma son únicamente fuerzas internas (de interacción entre los distintos cuerpos que colisionan).

Un choque físico o mecánico es percibido por una repentina aceleración o desaceleración causada normalmente por un impacto, por ejemplo, de una gota de agua, aunque también una explosión causa choque; cualquier tipo de contacto directo entre dos cuerpos provoca un choque. Lo que mayormente lo caracteriza es la duración del contacto que, generalmente, es muy corta y es entonces cuando se transmite la mayor cantidad de energía entre los cuerpos.

Un choque suele medirse con un acelerómetro. Esto describe un choque de pulso, como una parcela de aceleración en función del tiempo. La aceleración se puede tomar en unidades de metro por segundo al cuadrado. A menudo, por conveniencia, la magnitud de un choque se mide como un múltiplo de la aceleración de la (gravedad), g, que tiene un valor de 9,80665 m/s2 a nivel del mar. Así, un choque de "20g" es equivalente a aproximadamente 196 m/s2. Un choque puede ser caracterizado por la aceleración máxima, la duración y la forma del pulso de choque. Hipótesis La cantidad de movimiento cuando dos objetos chocan se va a conservar en la mayoría de los casos, solo tendrán pequeñas variaciones. Donde se verá una variación más grande entre la cantidad de movimiento inicial y final será en los casos donde es mucha la diferencia de masas entre los dos objetos.

Procedimiento 1. Primero debemos analizar lo que nos piden, necesitamos comprobar si se conserva la cantidad de movimiento en la colisión de dos objetos y calcular la velocidad final. 2. Lo siguiente es convertir la masa a kilogramos y la distancia a metros, hacemos este paso en cada caso. 3. Ahora hay que calcular la velocidad dos, para ello usamos las fórmulas propuestas, y también debemos comprobar la cantidad de movimiento remplazando los datos en la primera fórmula. 4. Después se deben comprobar las respuestas usando el simulador, agregamos las fotos de la simulación como evidencia. 5. Por último, debemos redactar una conclusión y agregar la copia de la práctica.

Resultados Caso 1 Carro

Masa (kg)

Distancia

Tiempo (s)

Velocidad

1 2

160 g= 0.16 kg 160 g= 0.16 kg

(m) 30 cm= 0.3 m

0.15 s

(m/s) 4 m/s

0

0

0

FÓRMULAS

m1*v1 + m2*v2 = m1’v1’ +m2’v2’ m1*v1= m2’v2’ v1= 2x/t v1= 2(0.3 m)/ 0.15 s= 4 m/s v2’= m1*v1/m2’

v2’= (0.16 kg)(4m/s)/0.16 kg) = 4 m/s

*EL VALOR MÁXIMO PERMITIDO DE VELOCIDAD ES 3 M/S*

Caso 2 Carro

Masa (kg)

1

Distancia (m) 30 cm= 0.3 m

300 g= 0.30 kg 2 160 g= 0.16 0 kg 0.91m/s vf1 Hacia la derecha

Tiempo (s) 0.20 s

Velocidad (m/s) 0.91m/s

0

0

FÓRMULAS

m1*v1 + m2*v2 = m1’v1’ +m2’v2’ m1*v1= m2’v2’ v1= 2x/t v1= 2(0.3 m)/ 0.20 s= 3 m/s v2’= m1*v1 – m1’v1’/m2’

v2’= (0.30 kg)(3m/s)- (0.30 kg) (0.91 m/s)/0.16 kg) = 0.0627 m/s

Caso 3 Carro

Masa (kg)

1

Distancia (m) 30 cm= 0.3 m

160 g= 0.16 kg 2 250 g= 0.25 0 kg Vf1= 0.53 m/s Hacia la izquierda

Tiempo (s) 0.25 s

Velocidad (m/s) 2.4 m/s

0

0

FÓRMULAS m1*v1 + m2*v2 = m1’v1’ +m2’v2’ m1*v1= m2’v2’ v1= 2x/t v1= 2(0.3 m)/ 0.25 s= 2.4 m/s v2’= m1*v1+ m1’v1’/m2’

v2’= (0.16 kg)(2.4 m/s) – (0.16 kg) (-0.53 m/s9) /0.16 kg) = 1.87 m/s

Conclusión En el primer caso la esfera acelerada le pasó movimiento a la segunda esfera, ambas obtuvieron una velocidad de 4 m/s, en todos los casos se obtuvieron resultados favorables, conforme a lo esperado en la hipótesis, en efecto se conserva la cantidad de movimiento....