Tanda II

COLISIÓN EN DOS DIMENSIONES

En esta experiencia se tomaron los valores de cada una de las coordenadas alcanzadas por las esferas antes y después del choque. Estos valores servirían para encontrar la velocidad horizontal de las esferas en estos dos instantes. Sin embargo, en el análisis de datos no usarán las distancias para calcular velocidades sino que serán usadas para verificar directamentela conservación del momentum y la energía mecánica. Es importante notar que no se tiene en cuenta la velocidad de caída (es decir, la velocidad en dirección z) pues sólo nos interesa la velocidad que adquiere cada esfera justo después del choque. Para poder usar las distancia se deben seguir los pasos dados a continuación:

1) Demostrar que la conservación del momentum en un choque entre dosesferas de masa m es equivalente a la consevación de la distancia recorrida por cada una de ellas antes y después del choque en cada dirección.

2) Demostrar que la conservación de la energía en un choque entre dos esferas de masa m es equivalente a la conservación del cuadrado de la distancia recorrida antes y después del choque (notar que en este caso no se habla de direcciones puesto que la energíano es una cantidad vectorial).

3) Para cada uno de los choques (elástico frontal, elástico lateral, inelástico) realizar la siguiente tabla

Antes del choque
Después del choque
Diferencia
(V inicial-
Vfinal)
Coordenada X [cm]
(X1 ± δX1) + (X2 ± δX2)
(X1' ± δX1') + (X2' ± δX2')

Coordenada Y
[cm]
(Y1 ± δY1) + (Y2 ± δY2)
(Y1' ± δY1') + (Y2' ± δY2')

Distancia total
[cm^{2}]
(D1^{2} ± δD1^{2}) +(D2^{2} ± δD2^{2})
(D1'^{2} ± δD1'^{2}) + (D2'^{2} ± δD2'^{2})


4) Para cada uno des lo choques responder:

a) ¿Se conservó el momentum en X?
b) ¿Se conservó el momentum en Y?
c) ¿Se conservó la energía cinética?

5) ¿Los resultados encontrados concuerdan con lo esperado según la teoría? Si no es así, formule las causas de esta difenrencia en los resultados.


CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍAMECÁNICA

1) Para cada uno de los casos estudiados en el laboratorio, efectuar los siguientes procesos:

a) Calcular el ángulo θ de inclinación del riel.

Los desarrollos matemáticos para cada unos de los siguientes pasos se deben mostrar sólo para un valor de masa m, los demás valores se reportan en la tabla que se muestra al final.

b) Calcular la velocidad (promedio) del deslizador en cada uno de lospuntos en donde estaban ubicadas las fotoceldas. Para esto, se debe usar el tiempo t1, t2 y la longitud del deslizador.

c) Con las velocidades de ítem anterior, encontrar la energía cinética correspondiente a cada punto.

d) Encontrar la diferencia de energía cinética entre los puntos 1 y 2 ΔE = E2 – E1.

e) Encontrar la distancia vertical recorrida por el deslizador cuando va de la fotocelda 1a la fotocelda 2, es decir, Δh = D sen θ. Con esto, calcular la diferencia de energía U potencial entre los puntos 1 y 2.

2) Llenar la siguiente tabla que contiene los datos completos

m ± δm [g]
V1 ± δV1 [cm/2]
V2 ± δV2 [cm/s]
E1 ± δE1 [Ergios]
E2 ± δE2 [Ergios]
ΔE + δΔE [Ergios]
Δh ± δΔh [cm]
ΔU ± δΔU [Ergios]








































Nota: Tomar δ θ = 0,5°

3)Comparar el cambio en la energía cinética con el cambio en la energía potencial. ¿Se conservó la energía mecánica en el movimiento del lanzador?

4) ¿Qué diferencias se encuentra cuando se varía el valor de la masa para un ángulo fijo?

5) ¿En qué se diferencian el caso 1 y el caso 2, es decir, cómo afecta el ángulo el movimiento del deslizador?


CONSERVACIÓN DEL MOMENTUM ANGULAR USANDO UNA MASAPUNTUAL

1) Con los tiempos de rotación medidos, calcular la velocidad angular del sistema cuando la masa cuadrada se encuentra en la posición exterior y cuando se encuentra en la posición interior. Registrar los valores en la siguiente tabla
Velocidad angular inicial (masa en posición exterior) [rad/s]
Velocidad angular final (masa en posición interior) [rad/s]










Para los siguientes...