Choques

MOMENTUM Y ENERGIA
UN CHOQUE NO LOS DETIENE
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Resultados

El fin de la presente experiencia es comprobar experimentalmente la conservación del momentum y la energía haciendo chocar dos carritos en un riel de aire, y midiendo la aceleración, velocidad y posición con la Videocom.
La experiencia consta de tres etapas detalladas a continuación:* Choque elástico:

Esta etapa consistió en colocar dos carritos de masas m1=0.2150 [kg] y m2=0.2074 [kg] a cada cual se agregó un peso de 0.1 [kg]. Luego al móvil 1 se le aplicó un pequeño impulso en dirección al móvil 2 que se mantuvo quieto, provocando así una colisión entre ambos. Posteriormente, con el software Videocom, se graficaron los resultados obtenidos como se muestra acontinuación:







Gráfico 1. Posición de ambos móviles antes, durante y después del choque en función del tiempo.

Gráfico 2. Velocidad de ambos móviles antes, durante y después del choque en función del tiempo.

Gráfico 3. Aceleración de ambos móviles antes, durante y después del choque en función del tiempo.

Como se aprecia, en los tres gráficos hay dos rectas de distintocolor, la roja representa al móvil 2, el cual inicialmente se encuentra en reposo, y la negra, el móvil 1, que recibe el impulso.
En el gráfico 2, de velocidad v/s tiempo, se calcularon la velocidad inicial del móvil 1 y a la velocidad final del móvil 1 y 2. Estos valores tienen signo negativo debido a que el movimiento de los móviles era hacia la izquierda, y corresponden a -0.4916 [ms], -0.0142[ms] y -0.4717 [ms] respectivamente.
Por otra parte, en el gráfico 3, de aceleración v/s tiempo, se calculó un promedio de aceleración en el instante del choque para el móvil 1 que equivale a 5.9 [ms2] y del mismo modo para el móvil 2, cuyo valor es -5.9 [ms2].
Además, con los datos presentes en ambos gráficos, velocidad y aceleración, se calcula aproximadamente la duración del choque, tiene unvalor de 0.180 [s] y 0.173 [s] respectivamente.

Posteriormente, con los datos de aceleración y la masa de ambos móviles, se graficó la fuerza presente en el fenómeno como se muestra a continuación:

Gráfico 4. Fuerza neta del experimento en función del tiempo.

Las áreas bajo las curvas presentes en la gráfica, representan los impulsos de cada móvil a lo largo del experimento. Como semencionó anteriormente, la negra representa al móvil 1, que tiene un impulso equivalente a I=0.149kg∙ms ; y la negra, al móvil 2, cuyo impulso es I=-0.146kg∙ms .
Por último, para concluir la primera etapa de la experiencia, se graficó, con el programa Videocom, la energía cinética de los móviles, utilizando los valores de velocidad y la masa:

Gráfico 5.Comportamiento de la energía cinética en eltiempo.
Aquí se aprecian tres rectas, de las cuales, la negra y la roja simbolizan la energía del móvil 1 y 2, respectivamente, mientras que la azul representa la suma de ambas energías. Al calcular un promedio de la energía cinética del móvil 1 antes de la colisión, el programa arrojo un valor igual a 0.03805 [J], mientras que el valor de energía del móvil 2 después de la colisión corresponde a0.03434 [J].

* Choque Plástico:

La segunda etapa consistió en colocar los mismos dos carritos, pero esta vez colocándole una masa adicional de 0.1 [kg] sólo al móvil 1, dejando así, ambos móviles con una notoria diferencia de masa. Además, a cada móvil se le adhirió un pedazo de plasticina en los extremos internos. Luego de realizar las variaciones ya mencionadas, se procedió adistanciar ambos móviles a lo largo del riel de aire, y se aplicó un leve impulso a cada uno en sentido opuesto, logrando que ambos carritos permanecieran unidos después del choque. Luego se graficaron los resultados con el software Videocom y los resultados fueron los siguientes:

Gráfico 6. Posición de los móviles 1 y 2 durante la segunda etapa de la experiencia en función del tiempo.

Gráfico 7....