Cuna De Newton

CUNA DE NEWTON

OBJETIVO:
Demostrar la conservación de cantidad de movimiento lineal y la conservación de la energía mediante lo que hoy se usa como un juguete ejecutivo para decorar, mediante el mismo pero realizado sobre un carril con forma de cicloide en el cual Newton estudio leyes concernientes a el impulso, de allí su nombre “cuna” ya que el cicloide tiene una forma similar.

MARCOTEÒRICO:
Cantidad de movimiento (Impetu).
La cantidad de movimiento o ímpetu, de un cuerpo de masa m, que se mueve con una velocidad, está definida por la expresión
ρ=mv
La cantidad de movimiento es una cantidad vectorial de igual dirección que la velocidad.
Las fuerzas internas que no provocan cambios en ρ
Si se considera un sistema en el cual la partícula A ejerce una fuerza sobre otrapartícula B del mismo sistema, Por la tercera ley de Newton sabemos que la partícula B reacciona sobre A con una fuerza igual y contraria. Podemos ver que estas fuerzas son internas al sistema , debido a estas el cuerpo A recibe un impulso y B también. Como las fuerzas que producen estos impulsos son iguales y contrarias y actúan durante el mismo intervalo de tiempo, se puede concluir que
I_A =〖-I〗_B
Sean 〖∆q〗_A y 〖∆q〗_B las variaciones en las cantidades de movimiento de A y B producidas por aquellos impulsos.
I_A = 〖∆q〗_A e 〖∆q〗_B = I_B
〖∆q〗_A = - 〖∆q〗_B
Así entonces, siempre que actúen fuerzas internas estas producirán variaciones iguales y contrarias en las cantidades de movimiento de las partículas del sistema. Por lo tanto el resultado, las fuerzas internas no producenvariación en la cantidad de movimiento total.
Las fuerzas internas pueden producir variaciones en las cantidades de movimiento de las partículas de un sistema, pero no producen variación en la cantidad de movimiento total del mismo.

Conservación de la cantidad de movimiento.
Como sabemos las fuerzas internas no provocan variación en la cantidad de movimiento total de un sistema. Por tantocualquier variación en ρ solo puede ser originada por fuerzas externas. De modo que si no actúan fuerzas externas en un sistema, o si la resultante de las fuerzas externas actuantes fuese nula, no podría haber variación en ρ, es decir la cantidad de movimiento del sistema permanecería constante, llegamos asì a las condiciones necesarias para la conservación de cantidad de movimiento.
Si es nula laresultante de las fuerzas externas k actúan sobre un sistema de partículas, la cantidad de movimiento total de este sistema se conservara
Choques elásticos e inelásticos
La conservación de la cantidad de movimiento encuentra su mayor aplicación en el estudio de la interacción, en las cuales dos o más cuerpos ejercen mutuamente fuerzas muy grandes que duran, sin embargo un intervalo de tiempo muypequeño. Dichas fuerzas se denominan fuerzas impulsivas, y aparecen , por ejemplo cuando una pelota de futbol choca con el pie de un jugador, éste es un ejemplo típico de fuerza impulsiva.
Los choques entre dos partículas, por ejemplo, entre dos bolas de billar se acostumbra clasificarlas de la siguiente manera: si las partículas se mueven sobre una misma recta, antes y después de la colisión, decimosque el choque es central o directo. Si esto no ocurre, decimos que la condición es oblicua. Por otra parte, si la energía cinética de las partículas, antes de la colisión, es igual a la energía cinética total, después de la colisión, decimos que el choque es elástico. En una condición elástica, la energía cinética se conserva. En caso contrario la colisión es inelástica. La energía cinética finalpodrá ser mayor o menor que el inicial. Si la energía cinética aumenta, hay forzosamente una fuente de energía que proporciona este aumento, durante la interacción si la energía cinética disminuye puede haber aparición de calor o deformaciones permanentes en los cuerpos que chocan. Finalmente, si las partículas después de la colisión se mueven con la misma velocidad, tenemos una colisión...