Experimento Conservación Del Momento Lineal

“Estudio de la conservación del momentum lineal, utilizando choques de carros medidos a través de un sensor de movimiento Pasco”

Resumen

En este informe se busca comprobar la ley de la conservación del momentum en las instalaciones de la Universidad Adolfo Ibáñez por medio del estudio de choques entre carros que se desplazan en una línea recta
Se realizaron diversas experiencias,obteniendo resultados que difirieron de los reales principalmente por la acción de la fuerza de roce, con una diferencia entre el momentum lineal de hasta 0,075± 0,067 Kg*m/s (26,66%) entre el valor del momentum antes y después del choque, permitiendo concluir que no es posible aplicar la conservación de momentum en todas las experiencias realizadas, debido a la presencia de fuerzas externas al sistemaanalizado.
Introducción
Las leyes de conservación juegan un papel fundamental en el desarrollo de la Física. La cantidad de movimiento lineal es una de las magnitudes que se conservan en un sistema conservativo, lo que permite resolver complejos problemas de manera relativamente sencilla. La conservación del momentum tiene un gran significado para la física, pues es reflejo de una de las leyesfundamentales de la naturaleza; y se cumple para cualquier tipo de interacción dentro de un mismo sistema; incluso en aquellas en la que se manifiestan fuerzas variables de muy corta duración.
El momento lineal es una magnitud física que está dada por la multiplicación de la masa con la velocidad de dicho objeto; matemáticamente esto indica que: p=mv, siendo p la cantidad de movimiento, m la masa yv la velocidad del objeto en cuestión.
La ley de la conservación del momento se puede observar y aplicar a diversos temas; un claro ejemplo de esta ley, es posible apreciarlo en las colisiones o choques. Existen tipos de choques: los elásticos y los inelásticos. En el caso de los elásticos, estos se definen como una colisión entre dos o más cuerpos en la que no sufren deformaciones, por lo quese conserva tanto el momento lineal como la energía. Por otro lado, se dice que un choque es perfectamente inelásticos si los cuerpos que chocan se deforman o se adhieren y en consecuencia se mueven como un solo cuerpo después del impacto; esto implica que la energía cinética no se conserva. Ambos casos de colisiones difieren en cuanto a la conservación de la energía, sin embargo en cuanto a laconservación de cantidad de movimiento, ambos cumplen con la ley. En otras palabras, la suma de la cantidad de movimiento proporcionado por los cuerpos involucrados justo antes del choque, es igual a la suma del movimiento de los cuerpos después de la colisión. Esto se puede expresar matemáticamente de la siguiente manera:
Ecuación (1) M1V1+M2V2=M1Vf1+M2Vf2
Conservación del momentum en choqueelástico
Ecuación (2) M1V1+M2V2=(M1+M2) Vf
Conservación del momentum choque perfectamente inelástico
Por otro lado existe también otra ley relevante, como lo es la ley de la conservación de la energía. Esta ley constituye el primer principio de la termodinámica y afirma que la cantidad total de energía en cualquier sistema físico aislado permanece invariable con el tiempo, aunque dicha energíapuede transformarse en otra forma de energía. Si dicho principio es aplicado al concepto de choques elásticos, es posible afirmar que la energía proporcionada por los distintos entes antes del choque será igual a la energía que estos aportan instantáneamente después del choque; matemáticamente esto se expresaría de la siguiente manera:
Ecuación (3) 12M1(V1)2+12M2(V2)2=12M1(Vf1)2+12M2(Vf2)2Ley de la conservación de la energía en choques elásticos
Ecuación (3) 12M1(V1)2+12M2(V2)2=12M1(Vf1)2+12M2(Vf2)2
Ley de la conservación de la energía en choques elásticos

Para la experiencia realizada, se debería esperar una conservación total de la energía y del momentum solo si el sistema es conservativo y no actúan fuerzas externas.
Montaje y Procedimiento Experimental
Para...