El ser y la nada

CHOQUE ELÁSTICO ENTRE DOS CUERPOS

EXPERIENCIA N° 10

I. OBJETIVO

Verificar el principio de conservación de la cantidad de movimiento de un sistema en una colisión.

II. EQUIPOS Y MATERIALES

Rampa acanalada Plomada
Tablero Prensa
Balanza Bolas de acero o de vidrio (2)
Hoja de papel carbón Hojas de papel blanco

III.FUNDAMENTO TEÓRICO

El ímpetu o momentum lineal o cantidad de movimiento (p se define como el producto de la masa m de la partícula por su velocidad (v

(p = m(v (10.1)

Para un sistema de n partículas, la cantidad de movimiento es la suma vectorial de los ímpetus individuales, la cual se mantiene constante en ausencia de una fuerza externa neta sobre él.IV. PROCEDIMIENTO

1. Coloque el equipo de manera análoga al de la experiencia movimiento de un proyectil
2. Coloque la rampa acanalada a una altura H del tablero. Mida con la regla
3. Coloque en el tablero la hoja de papel carbón sobre la hoja de papel blanco.
4. Sobre la rampa acanalada escoja un punto, tal como T, en su parte superior. Esteserá el punto de partida para todos los próximos lanzamientos.
5. Suelte la primera bola, tal que se deslice sobre la regla acanalada. El impacto de esta dejará una marca sobre el papel blanco. Repita este paso 5 veces.
6. De acuerdo a la experiencia de movimiento de un proyectil, calcule la velocidad de la bola; esta será la velocidad de la primera bola antes del choque.7. Ahora, ajuste el tornillo de soporte tal que en el momento del choque la bola 1 y la bola 2 estén a un mismo nivel.
8. Al impactar las bolas en el papel dejarán marcas sobre él: A1 y A2.
Las proyecciones de las posiciones iniciales de las bolas sobre el tablero (suelo), instantes antes de chocar, corresponden a los puntos B1 y B2. Estos puntos se pueden conocercon la ayuda de la plomada.
9. Coloque la bola 2 sobre el tornillo de soporte. Así se obtendrá un choque rasante.
10. Mida con el calibrador vernier el diámetro de cada bola d1 y d2, después mida con la balanza las masas M1 y M2 de cada una de ellas.
11. Suelte la bola 1 desde el punto T, observe el choque, Repita este paso 5 veces. Determine el valor promedio delas velocidades de ambas bolas después del choque. Considere el radio d/2 de cada bola.
12. Mida los alcances o distancias r1 y r2 de ambas bolas y calcule sus respectivas velocidades V1 y V2. Estas con las velocidades después del choque.
13. Repita los pasos (11) y (12) para ángulos de impacto diferentes
14. Tabule sus resultados en la Tabla 1.TABLA 1

|M1
(g) |M2
(g) |d1
(cm) |d2
(cm) |H
(cm) |r
(cm) |V
(cm/s) |(1 |r1
(cm) |V1’
(cm/s) |(2 |r2
(cm) |V2’
(cm/s)
| |(1 |6.80 |8.60 |12.70 |1.270 |32.3 |6.35 |7.93 |39.5° |12.9 |19.58 |30° |19.5 |29.6 | |(2 |6.80 |8.60 |12.70 |1.270 |32.3 |6.35 |7.93 |41.5° |14.2 |21.55 |31° |19.6 |29.75 | |(3 |6.80 |8.60 |12.70 |1.270 |32.3 |6.35 |7.93 |49.5° |13.7|20.79 |31.5° |19.7 |29.9 | |

V = ?, r = 0.4476 m , h = 0.86 m

Como se sabe:

Antes del impacto: v = r g = 6.35 9.78 = 7.93 m/s
2h 2 (32.3)

Después del impacto: v1 = r1 g v2 = r2 g
2h 2h

V. CUESTIONARIO

1. Dibuje el vector cantidad de movimiento antesdel choque y los vectores cantidad de movimiento de ambas bolas después del choque.
Justifique las expresiones teóricos (1), (2)

(p = m(v se obtiene de la 2da. Ley de Newton

(F = d(p
d t
2. De acuerdo a lo realizado en la experiencia ¿puede usted considerar que el choque ha sido elástico?

Si tomamos en cuenta los...