Impulso y variación del momentum (cantidad de movimiento, ímpetu) en un choque.

Trabajo Práctico de Laboratorio Física I

Practico Nº 1

Tema: Impulso y variación del Momentum (cantidad de movimiento,
Ímpetu) en un choque.

* Báez, Joaquín
* Gerez, Ángel
* Lazarte, Diego
* Monti, Eduardo
* Pacheco, Oscar
* Ribetti, Rodrigo
* Silva, Manuel
* Suarez, Héctor

Integrantes:

Año: 2010

Objetivo
Comparar los resultados obtenidos almedir variación del momentum con la representación de la fuerza en función del tiempo usando interface SW 750.

Introducción Teórica:
Partiendo de la segunda ley de Newton la fuerza puede expresarse como el cambio, en el tiempo, de la cantidad de movimiento, de la siguiente manera:

De aquí puede concluirse que el impulso (la fuerza multiplicada por el intervalo de tiempo) es igual al cambiodel momentum.

Para una fuerza que cambia en el tiempo, se puede escribir:

en donde


En un choque, el cambio del momentum puede expresarse integrando a lo largo del tiempo que dura el choque. Esto es, entre las condiciones iníciales ( en el tiempo ) y las condiciones finales ( en el tiempo ):

el ladoizquierdo de esta expresión es el impulso y el lado derecho el cambio del ímpetu , .Se puede escribir entonces que:

y

Por lo tanto:

Esta última ecuación es el enunciado matemático del teorema del Impulso y la variación de la cantidad de movimiento, que, para el caso de una partícula, se enuncia de la siguiente manera:
"El impulso de lafuerza neta que actúa sobre una partícula durante un intervalo de tiempo determinado es igual al cambio de ímpetu de la partícula durante el intervalo”.
Por otro lado se puede interpretar el Impulso, que matemáticamente se expresa por una integral de F en función de t, como el área bajo la curva F(t).
Planteo del Experimento
Se procura medir el impulso aplicado a un carrito moviéndose por unapista durante un choque, al mismo tiempo se efectúan mediciones que permiten calcular el ímpetu antes y después del impacto, para comparar estos valores entre sí, verificando el Teorema del impulso y la variación de la cantidad de movimiento.
Se implementaron 2 métodos para calcular el momentum:

Una de ellas es utilizar un sensor de fuerza para medir el impulso sobre el carrito, recolectando losdatos con una interface conectada a una PC. El programa que puede efectuar esta recolección de datos es el Data Studio. Este programa puede registrar la fuerza del impacto con un error de apreciación de 0.1 [N.s]
El programa muestra los datos leídos en una tabla y efectuar la gráfica de F(t) correspondiente y luego calcula el impulso efectuando la integral de la fuerza en función del tiempo.Gráficamente el resultado esta dado por el área debajo de la curva formada la cual representa el cambio de la cantidad de movimiento que es igual al impulso recibido por el carrito durante el impacto.

El otro método que utilizamos fue incorporando una barrera infrarroja conectada a un “timer” capaz medir el tiempo de paso del carrito antes del choque y después del choque.
Esta barrera infrarrojaregistra el paso del carrito y realiza una interrupción del “timer” determinada por el sector opaco de aproximadamente 2.5 cm con el que cuenta el carrito. Estos datos nos servirán para calcular las velocidades antes y después del choque.

El momentum antes y después del choque está dado por:

momentum=m .vdonde m es la masa del carrito mientras que v es la velocidad del carrito en los tiempos determinados por el timer.

El cambio de momentum está dado por:

∆ momentum=momentum final-momentum inicial
=mf- mi

en donde los subíndices i y f se refieren a...