Colisiones

Laboratorio de Física Universitaria 1 Arturo Bailón

Colisiones en Video Point, 12 Relaciones Lineales

Primavera 2006

COLISIONES
OBJETIVO GENERAL DE LA FÍSICA:
-El alumno obtendrá una clara visión de las ideas sobre la naturaleza a través de las prácticas experimentales. Una visión que lo acostumbrará a encontrar las mejores soluciones, además de brindarle conocimientos específicos,fundamentales para la prevención de accidentes, para la modificación de productos, procesos, formas de trabajo y mejora de tecnología en el campo de la ingeniería.

OBJETIVOS PARTICULARES:
-El alumno calculará las velocidades lineales uniformes de dos partículas antes y después de una colisión para comprobar la teoría de la conservación de la energía cinética y de la conservación del ímpetulineal.

HABILIDADES QUE GENERA LA PRACTICA

-El alumno obtendrá la habilidad de realizar una correspondencia entre tiempos y posiciones lineales a través de videos capturados. -El alumno reforzará su habilidad para relacionar variables en un modelo matemático de tipo lineal, pues cabe destacar que en esta práctica el alumno analizará 12 relaciones lineales. MATERIALES PARA LA PRACTICA

-23 VideosPREGRABADOS de Impactos, balanza para todo el grupo, discos de la mesa de aire. *Opcional: los videos se pueden grabar si así se desea mediante la mesa de aire y la Cámara de Video atada al techo. Para la captura de video se requiere regla de un metro, Cámara de Video, Cable de Súper video, Tripie, Tarjeta de Interfase, cuerda para atar la Cámara de Video, mesa de aire y aditamentos. -Deseablecomputadora por Alumno puede sugerirse a los alumnos traer su propia computadora portátil para esta sesión -El programa Video Point debe estar instalado o grabado en la computadora (Memoria 16 MB) -El programa Quick Time debe estar instalado o grabado en la computadora (Memoria 32 MB) TEORIA: Impactos Elásticos

Cuando dos Partículas chocan cambian sus velocidades y si no se tiene disipación deenergía se dice que la Colisión es Elástica y la Energía Cinética Total se conserva k = ½ m v2, cuando la energía no se conserva se dice que la colisión es inelástica y la energía cinética disipada es la inicial menos la final ki - kf . Aún cuando la colisión no fuera elástica de todas formas se conserva el Ímpetu Lineal p = m V en ambos casos en colisiones elásticas e inelásticas, esto es elprincipio de conservación del Ímpetu Lineal. En el caso de dos Móviles; Móvil A y Móvil B las ecuaciones a cumplirse son:

....ecuación 1

2006 Física, Departamento de Física y Matemáticas. Universidad Iberoamericana. México D. F.

1

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Colisiones en Video Point, 12 Relaciones Lineales

Primavera 2006

....ecuación2

En el caso de dosMóviles; Móvil A de masa mA y un Móvil B de masa mB y que sus velocidades tienen orientaciones a ciertos ángulos las ecuaciones para la energía cinética inicial y final son:
.............ecuación3

................ecuación4

En la siguiente figura se muestran un caso de las trayectorias antes y después de la colisión de los móviles

Fig. 1

Aplicando la ecuación 2 respecto a la figura delchoque se deducen las siguientes ecuaciones en componentes: En las componentes X ............ecuación5 En las componentes Y

............ecuación6 Si medimos las velocidades experimentalmente antes y después de las colisiones, además de medir los ángulos también experimentalmente y sustituimos los valores en las ecuaciones, 5 y 6 y resulta una igualdad en cada caso, entonces habremos probado lateoría de las colisiones, es decir habremos probado la conservación del ímpetu Lineal y podremos definir si es una colisión elástica o inelástica con las ecuaciones 3 y 4. Justamente este es el proceso a seguir en el experimento, se medirán las velocidades y ángulos a través de Video Point, se obtendrán datos para realizar doce relaciones lineales. A continuación en la figura 2 se muestra la...