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Ficha de Trabajo
Título: Choques
Área: Física
Nivel: CICLO SUPERIOR DE ESCUELA MEDIAS y TECNICAS
Esta actividad esta dirigida a estudiantes avanzados de escuelas medias y técnicas. Presupone que los alumnos poseen conocimientos básicos de leyes de conservación de la energía y cantidad de movimiento.
El tema que queremos abordar es muy amplio y son muchas las preguntas que podemos formularsobre los distintos tipos de movimiento. Para este primer estudio tomaremos ejemplos sencillos y claros en función de los cuales podemos comprender otros un poco más complicados. Comencemos por aceptar la idea que el movimiento de un cuerpo es producto de la interacción con otro u otros cuerpos. El experimento más sencillo que podemos realizar es el choque frontal entre dos cuerpos. Durante lapráctica sólo consideraremos las velocidades de los cuerpos en interacción antes y después del choque, no nos interesará detallar que sucede durante el choque. En la práctica se podrán variar la masa y el material de los objetos, la naturaleza de las distintas superficies de contacto, las velocidades iniciales, etc. 1
El objetivo de este recurso es que el alumno examine y profundice susconocimientos sobre el tema, utilizando herramientas informáticas. En particular, se abordarán los siguientes aspectos:
Concepto de masa.
Principio de acción y reacción.
Dimensiones de nuestros cuerpos.
Conservación de la cantidad de movimiento.
Choques o Colisiones.
Conceptos Trabajo de una fuerza, LF; fuerzas conservativas, FC, y fuerzas no conservativas, FNC.
Conceptos de Energía Cinética,Ec, Energía Potencial, Ep,. Relación entre Energía Cinética y trabajo de las fuerzas: ∆Ec = Ltodas las fuerzas
Actividad 1: Breve Introducción teórica
(1) Resulta evidente que la masa “inercial o inerte” juega un papel importante en los choques, ya que es esta propiedad la que se relaciona con la “resistencia” de los cuerpos a cambiar de movimiento. Generalmente confundimos los conceptos demasa y peso porque cerca de la superficie terrestre son proporcionales (resolver el problema C-1)
(2) Las deducciones que realizaremos son para cuerpos puntuales, posteriormente veremos las limitaciones de esta suposición. Y sólo en el laboratorio veremos las consecuencias de que los cuerpos sean extensos (rotaciones).



(3) Como las fuerzas aplicadas durante las colisiones pueden ser muycomplicadas, comparándolas con las fuerzas constantes que usamos hasta ahora cuando aplicábamos la segunda ley de Newton, no usaremos directamente el concepto de fuerza sino que nos basaremos en una consecuencia de la 2da ley de Newton o principio de acción y reacción: “Cuando dos cuerpos ejercen acciones mutuas entre sí, la fuerza que actúa sobre uno de ellos es igual en módulo y dirección y desentido contrario a la fuerza que actúa sobre el otro cuerpo.”
F12 + F21 =0 (1)
Notación : F12 = fuerza aplicada sobre el cuerpo 1 ejercida por el cuerpo 2
(4) ¿Cuáles son las consecuencias de esta relación?
Recordando la relación entre la variación de la cantidad de movimiento de unpartícula de masa m1, p1= m1v1, y el impulso, I, ejercido por una fuerza externa sobre la partícula durante un tiempo ∆t ( usando i: inicial, f: final):
I = Fext ∆t = Δ p = pf - pi
Resulta que cuando sobre el sistema sólo actúan fuerzas internas Δ p =0. Si el sistema es un conjunto de dos partículas (1) que interactúan entre sí  Δ p =0 = Δ (p1+ p2) =0 es decir la cantidad de movimiento antesy después de la interacción no cambia(pi = pf).
p1 + p2] antes = p1 + p2] después (2) Ley de conservación de la cantidad de movimiento
Esta importante conservación dice que la cantidad de movimiento del sistema, no puede ser modificado por la interacción mutua de los cuerpos y sólo depende de las velocidades iniciales.
(5) Llamaremos choque entre dos cuerpos...