Cantidad De Movimiento, Choques E Impulso

I. Introducción (nota teórica)

Dentro de la física tenemos la Mecánica, esta es la que se encarga de estudiar el movimiento de los cuerpos, las fuerzas que los producen y la relación que hay entre las fuerzas y los cuerpos en equilibrio, sobre los cuales actúan.
Para describir algún movimiento se necesita conocer previamente la posición inicial, la trayectoria que describe, la distanciarecorrida y el tiempo empleado en que se recorre.

Un punto esencial para entender el funcionamiento del movimiento que se produce en los cuerpos, será comprender como determinar la cantidad de movimiento e impulso en las colisiones.

La cantidad de movimiento es el producto que se obtiene al multiplicar la velocidad por la masa de las partículas.

Existe una simple relación entre lacantidad de movimiento y el impulso de los cuerpos, ya que el impulso es la variación de la cantidad de movimiento. Matemáticamente se expresa de la siguiente forma: el impulso cambia el momento lineal de un objeto, y tiene las mismas unidades y dimensiones que el momento lineal. Las unidades del impulso en el Sistema Internacional son kg•m/s.

Por ello, los choques son interacciones de dos o máscuerpos en el que existe contacto entre ellos durante un cierto lapso tiempo, generalmente corto. Existen distintos tipos de choque: elásticos, inelásticos y totalmente inelásticos.

Un choque se considera “elástico cuando se conserva tanto el momento como la energía cinética”.

La fórmula es:

m1v1i + m2v2i = m1v1f + m2v2f

1/2m1v1i2 + 1/2m2v2i2 = 1/2m1v1f2 + 1/2m2v2f2


En unchoque inelástico “la energía cinética no se conserva, los objetos que se deforman no vuelven a su forma original, este tipo de colisiones comprenden fuerzas no conservativas como la fricción y a la hora re chocar generan calor. Un tipo muy usual de estas colisiones es el acoplamiento de los objetos, por ejemplo cuando dos coches chocan o cuando se unen dos vagones la cantidad de movimiento dedistribuye entre la cantidad de masa total, por lo que se demuestra que se pierde ímpetu”.

En un choque totalmente inelástico “los objetos permanecen juntos después del choque, por lo que sus velocidades finales son iguales”
La fórmula se detalla a continuación:

m1v1i + m2v2i = (m1 + m2) vf

vf =m1v1i + m2v2i/m1+










II. OBJETIVOS

• Determinar las variables relacionadascon el movimiento de un cuerpo.

• Determinar la cantidad de movimiento e impulso en las colisiones.

• Aplicar los conceptos de cantidad de movimiento e impulso.

• Distinguir entre un choque elástico e inelástico.


III. METODOLOGÍA

A. Materiales

1. Una regla métrica

2. Una cinta de masking tape

3. Un libro (preferiblemente de un grosor ancho)

4. Dosrelojes

5. Una balanza

6. Tres carros de juguete (distintos tamaños)




B. Procedimiento

Midiendo la Cantidad de Movimiento y el Impulso

1. Mida en el piso del aula unos 150cm de distancia.

2. Marque en el punto x=0 con un pedazo del masking tape y con otro pedazo marque el punto x=150cm.

3. En la posición x=150cm, coloque un carro de juguete (mida la masa).4. En la posición x=0 coloque una barrera (el libro).

5. Empuje el carro hacia la barrera, en el momento del lanzamiento activen el reloj. Detenga el reloj en el instante que el carro choca contra la barrera, anote el tiempo.

6. Se activa un segundo reloj en el instante que el carro golpea la barrera y detenga el reloj cuando el carro se detiene.

7. Mida la distancia que hayentre la barrera y el carro cuando este se detuvo después del choque, anote la distancia.


8. Realice dos pruebas más, registre todos los datos.

9. Determine la velocidad promedio inicial y final del carro.

10. Determine el tiempo promedio inicia y el final.

11. Determine el tiempo promedio total de la colisión.

12. Encuentre el impulso debido al choque y la...