Choques práctica

Laboratorio Fisica 1

Práctica Choques

Material
1 riel de desplazamiento para carros
2 carros
2 Sensores de Movimiento Capstone (Motion Sensor II)
Interfaz PASCO 850 UNIVERSAL
2 economy force sensor con sus respectivos tornillos
Resorte
1 resorte delgado               
1 placa para resorte
Bascula
Pesas
Gancho
Arcilla (** Se incluirá una fotografía para ver cómo se monta)Objetivo

El objetivo de este experimento es verificar las leyes de la conservación de la energía y de la cantidad de movimiento en procesos de choques elástico e inelásticos .Para ello se estudiará la colisión entre carros que ruedan sobre un carril horizontal mediante un sistema de detección “SONAR” para determinar su velocidad antes y después del choque, y se analizará el grado deelasticidad del mismo mediante el cálculo coeficiente de restitución

Introducción

En este caso está práctica está dedicada al estudio de los choques y las formas en los cuales se pueden presentar los mismos; para ello se hace esta breve introducción donde se explicaran los 3 tipos de choques que existen. Posteriormente la explicación sobre cada choque será más detallada y incluirá losexperimentos a realizar para su comprobación.

Primero, debemos contextualizar el concepto de momento lineal. Este se da cuando dos o más masas interactúan. Con esto, cada partícula ejerce una fuerza sobre otra, y con la tercera ley de Newton podemos decir que las dos fuerzas siempre son de igual magnitud pero de diferente dirección. Por esto, los impulsos y los cambios de momento tienen las mismascaracterísticas.

En los choques, los momentos lineales son igual antes y después de sucedido el choque. Simplemente, la conservación del momentum sucede como lo estipulan las leyes de Newton

P= mv

Ahora se debe definir que es un choque, un choque es la colisión entre dos o más cuerpos y pueden ser de tipo físico o mecánico. Se caracteriza por la repentina aceleración y desaceleración causadapor la colisión.  En una colisión intervienen dos objetos que ejercen fuerzas de manera mutua, todo esto cuando los objetos están muy cerca entre sí o entran en contacto por un muy breve período de tiempo.

En el momento en que dos cuerpos chocan, el comportamiento dependerá del material por el que están compuestos. Si presentan o no deformaciones y si vuelven o no a su forma original después deéste. El coeficiente de restitución evalúa la cantidad de energía que se pierde o no al momento del choque. Para el cálculo de esta se usa la siguiente fórmula:

Ecuación 1: Coeficiente de restitución

Dónde Vi1 y Vf1 son las velocidades que se registran del cuerpo 1, y Vi2 y Vf2 son las velocidades que se registran del cuerpo 2.

El resultado que se obtenga deberá estar entre un rango de 0y 1, y para esto tenemos las siguientes especificaciones del coeficiente de restitución dependiendo del resultado que arroje su cálculo:

Si e = 0, choque perfectamente inelástico
Si 0 < e < 1 choque inelástico
Si e = 1, choque perfectamente elástico


Una vez definidos los conceptos más importantes para comprender lo que ocurre antes, durante y después de un choque, comencemosa hablar de los choques de manera específica. Existen tres tipos de choques que son:

Choque Elástico: Este tipo de colisión está caracterizada porque después del momento del impacto, se conservan tanto él momento lineal como la energía cinética del sistema, y no hay intercambio de masa entre los cuerpos, que se han de separar después del choque. Para este tipo de choques se tendrán enconsideración estas ecuaciones para el análisis de la conservación del momento y su coeficiente de restitución, que se obtendrá através de la ecuación 1 y que como se ha platicado anteriormente este debe de ser igual a 1


Ecuación 2: Formula de momento lineal despejada para obtener la velocidad final teórica del cuerpo 1.

Ecuación 3: Formula de momento lineal despejada...