Colisiones e impulso

COLISIONES E IMPULSO
Laboratorio de Física Mecánica

Resumen— Las colisiones las vemos usualmente en nuestra vida habitual, por ejemplo, en un partido de beisbol cuando los jugadores batean la pelota, asimismo cuando vamos a pasar el tiempo jugando billar y necesitamos que sólo una bola choque con otra para ganar la partida. Las colisiones llevan consigo una fuerza, la cual es conocida comoimpulso y se pueden dar en dos o tres dimensiones, como por ejemplo, cuando se produce un choque entre autos en la ciudad.

Palabras Clave— Colisiones, billar, bola, pelota, impulso.

INTRODUCCIÓN

E
n el presente informe de laboratorio encontraremos a las colisiones como objeto de estudio, el cual es el resultado de la interacción entre dos o más objetos que tiene lugar en unintervalo corto de tiempo y una región delimitada del espacio. Para el laboratorio a desarrollar, en primera medida, se determinaron los pesos de los carros utilizados para el choque (carro dinámico el cual tenía un peso adicional y el carro estático que fue ubicado al extremo contrario).

Durante la práctica el procedimiento que se realizó para obtener los datos y poder analizar la colisiónpresentada fue: Después de determinar los pesos correspondientes de los carros dinámicos utilizados, estos fueron ubicados en los extremos de riel, el carro dinámico fue puesto del lado del sensor de movimiento y el estático permaneció en ese estado al finalizar el riel, posterior a esto el carro dinámico fue lanzado contra el estático de tal forma que los dos en un momento dado chocaron; el carrodinámico tendría una velocidad inicial la cual fue proporcionada por el estudiante y este movimiento fue ubicado en una gráfica de desplazamiento contra tiempo que proporcionó el sensor de movimiento de DataStudio.

Para finalizar el laboratorio, se realizaron los cálculos de la velocidad inicial, la final, la variación de la velocidad y del tiempo, la fuerza media, el impulso, entre otros, todo estocon los conocimientos previos adquiridos en clase.

1 OBJETIVO GENERAL

Aplicar la fórmula del momento lineal para la colisión entre dos carros dinámicos donde uno está en reposo y el otro lleva un MRUA.

2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Determinar la fuerza media aplicada en la colisión.

• Determinar el momento lineal de cada objeto.

• Hallar el impulso adquirido durante lacolisión.

La metodología empleada para el desarrollo del laboratorio se encuentra alineada con los objetivos propuestos.

Para el desarrollo del laboratorio se emplearon los siguientes equipos y herramientas:

⇨ Carros Dinámicos.
⇨ Sensor de Movimiento
⇨ Riel.
⇨ Cronómetro.
⇨ Pesas.

Desarrollo

Marco Teórico

COLISIONES E IMPULSO

Una colisión es lainteracción entre el sistema de objetos y su entorno. Con ello se puede ignorar los efectos de cualquier otra fuerza durante el breve intervalo de tiempo de la colisión.

Durante una colisión entre dos objetos, ambos se deforman con frecuencia de manera considerable, a causa de las grandes fuerzas involucradas. Cuando una colisión ocurre, la fuerza por lo general pasa desde cero en el momento decontacto hasta una fuerza muy grande en un tiempo muy corto, y entonces rápidamente regresa a cero de nuevo.

[pic]

Fig. 1.1 La fuerza como función del tiempo durante una colisión típica.

[1] GIANCOLI, D., Física: Principios con Aplicaciones. Pearson, Prentice Hall, 2006, 6ª Edición, pág 173.

Una gráfica de la magnitud de la fuerza que un objeto ejerce sobre otro durante una colisión, comofunción del tiempo es el de la Fig. 1. El intervalo de tiempo [pic] generalmente es muy distinto y muy pequeño. Con la ley de Newton podemos deducir que, la fuerza neta sobre un objeto es igual a la tasa de cambio de su cantidad de movimiento.

[pic] (1)
Con esta ecuación podemos aplicarla a cada uno de los dos objetos en una colisión. Ambos lados de esta ecuación se multiplican por el...