Choques

CONSERVACION DEL IMPULSO LINEAL Y LA ENERGÍA CINÉTICA


Resumen

En el presente trabajo se intenta determinar la conservación o no del impulso lineal y la energía cinética en tres tipos de choques: elástico, plástico y explosivo. Para ello se recavaron datos a través de fotointerruptores conectados a la computadora y colocados sobre un riel por el cual corrían los carritos. Estos datosfueron registrados por un programa llamado MPLI y luego analizados con otro programa llamado Origin.
Pudimos concluir que el impulso lineal se conserva en los tres choques, mientras que la energía cinética solo se conserva en el caso del choque elástico.
Introducción

Los sistemas aislados, en los cuales no se contemplan las fuerzas externas al analizar el movimiento, poseen la característicade conservar la cantidad de movimiento, entendiendo por cantidad de movimiento a una magnitud que depende de la masa y la velocidad de los componentes del sistema. Esto mismo se puede sintetizar en las siguientes expresiones:
[pic] (3) [pic](4)
En donde ∑FExternas es la sumatoria de las fuerzas externas al sistema, p es la cantidad demovimiento, dt, la variación del tiempo correspondiente, m la masa y V la velocidad. Como hemos adelantado la sumatoria de las fuerzas externas en un sistema aislado es cero, de lo que se deduce que la variación de la cantidad de movimiento (dp) es cero también y, por lo tanto, el valor de la cantidad de movimiento se mantiene constante en el tiempo.
En este caso analizaremos el comportamiento de dosmóviles que chocan entre sí considerando que la acción de las fuerzas externas es despreciable y por ello que su cantidad de movimiento no varía.
Hay tres tipos de colisiones: las perfectamente elásticas, las inelásticas y las totalmente inelásticas o plásticas. Nosotros estudiaremos las primeras y las últimas.
En el caso de los choques perfectamente elásticos se conserva la energía cinética adiferencia de lo que sucede en los totalmente plásticos en donde la variación de energía cinética es máxima, esto se manifiesta en el hecho de que ambos móviles parten juntos. Se puede considerar que las explosiones tienen un proceder similar al de este último tipo de choque pero en un sentido inverso: primero es un único cuerpo con la misma velocidad y luego se divide teniendo masas y velocidadesdistintas. A continuación puede observar un cuadro sinóptico que clarifica las diferencias entre los distintos tipos de colisiones: [pic]

En donde K es la energía cinética (ΔK, variación de energía cinética); p cantidad de movimiento, m la masa y los subíndices 0 y f corresponden al tiempo inicia y final respectivamente, por último 1 y 2 a los diferentes móviles que formaron parte del sistema.Objetivos

• Comprobar la conservación del impulso lineal en sistemas en los que se dan choques de tipo elástico, plástico y explosivo.
• Determinar si se conserva la energía cinética en los sistemas que se dan choques elásticos, plásticos y explosivos.

Descripción del experimento

Para todas las colisiones se utilizaron dos carritos que se desplazaron sobre un riel con rozamientodespreciable. Sobre el riel se sujetaron dos fotointerruptores que permitieron dar cuanta de la posición de los móviles en función del tiempo. El sistema empleado fue el de enganchar a cada “coche” una cebra, ya que el fotointerruptor capta los intervalos entre los agujeros de la plancha (Xi). Utilizamos como transductor el programa MPLI.
Previo a comenzar con la experimentación se midió con uncalibre las distancias entre los períodos de las placas y se utilizó el valor medio de todos los Xi obtenidos. Asimismo, se comprobó que el riel estuviese nivelado y se pesaron ambos móviles junto con sus respectivas placas.

Caso A: Choque perfectamente elástico

En un primer momento se colocaron ambos carritos por fuera de los fotointerruptores. Se procuró que la distancia entre los dos...