Fisika Choques
Páginas: 8 (1870 palabras)
Publicado: 7 de abril de 2012
INTRODUCCIÓN
El estudio de la física permite tanto a arquitectos como a ingenieros conocer los fenómenos físicos que envuelven al mundo y hacen que para cada momento que se presente, halla que tenerlos en cuenta. En el caso de los arquitectos, se ha de tener en cuenta de que manera levantar una casa, para qué no se venga al suelo. Y dentro de todo este mundo de la física, hay un concepto degran importancia, que relaciona dos cantidades: la masa de un objeto y la velocidad que éste pueda tener. Este concepto es la cantidad de movimiento.
En conclusión se puede generalizar el concepto de cantidad de movimiento como la combinación de masa por velocidad y a la conservación del momento lineal como el impulso que producen entre dos masas que han chocado.
OBJETIVOS
* Comprobarexperimentalmente la ley de la conservación de la cantidad de movimiento el cual indica que en un choque bidimensional la cantidad de movimiento al inicio debe ser igual a la cantidad de movimiento al final, teniendo en cuenta que no actúen fuerzas externas.
* Analizar cuando en un choque se da la conservación de la energía cinética, este hecho se realizara analizando el choque que efectúandos discos metálicos.
FUNDAMENTO TEÓRICO
El centro de masa:
El Sistema de Referencia del Centro de Masa (sistema-C) es especialmente útil para describir las colisiones comparadas con el Sistema de Referencia del Laboratorio (sistema-L) tal como veremos en próximas páginas.
Movimiento del Centro de Masas:
En la figura, tenemos dos partículas de masas m1 y m2, como m1 es mayor que m2, laposición del centro de masas del sistema de dos partículas estará cerca de la masa mayor.
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En general, la posición rcm del centro de masa de un sistema de N partículas es
Momento Lineal:
El concepto de momento lineal se usa para denotar la inercia en movimiento. El momento lineal p de una partícula de masa m que se mueve con velocidad v, se define como el producto de la masa de un objetopor su velocidad:
Para una partícula en movimiento en el espacio, las componentes del momento lineal en cada dirección x, y y z son:
px = mVx, py = mVy , pz = mVz
El momento lineal (muchas veces mencionado solo como momento) es una
magnitud física vectorial porque la velocidad es un vector, su dirección es a lo largo de v, su unidad de medida en el SI es kg m/s.
Conservación delMomento Lineal:
La segunda ley de Newton afirma que para acelerar un objeto hay que aplicarle una fuerza. Ahora vamos a decir lo mismo, pero con otro lenguaje: para cambiar el momento de un objeto hay que aplicarle un impulso, impulso que es producido por una fuerza. En ambos casos hay un agente externo que ejerce la fuerza o el impulso, las fuerzas internas no se consideran. Cuando la fuerza netaes cero, entonces el impulso neto es cero, y por lo tanto no hay cambio del momento lineal total. Entonces se puede afirmar que si sobre un sistema no se ejerce fuerza neta, el momento total del sistema no puede cambiar.
Para probar tan osada afirmación, consideremos un sistema mecánico formado solo por dos partículas que interactúan entre sí, pero que están aisladas de los alrededores, y queejercen fuerzas entre ellas (estas fuerzas pueden ser gravitacionales, elásticas, electromagnéticas, nucleares, etc.), sin consideran otras fuerzas externas al sistema. Si en un cierto instante t el momento de la partícula 1 es p1 y el momento de la partícula 2 es p2, y si F12 es la fuerza sobre la partícula 1 producida por la partícula 2 y F21 es la fuerza sobre la partícula 2 producida por lapartícula 1, como se muestra en la figura, entonces se puede aplicar la segunda Ley de Newton a cada partícula:
Por la tercera Ley de Newton, F12 y F21 son un par de acción y reacción, entonces:
Se concluye que el momento lineal total es constante. Cuando una cantidad
física no cambia, decimos que se conserva, por lo tanto el momento total se
conserva. No hay caso...
El estudio de la física permite tanto a arquitectos como a ingenieros conocer los fenómenos físicos que envuelven al mundo y hacen que para cada momento que se presente, halla que tenerlos en cuenta. En el caso de los arquitectos, se ha de tener en cuenta de que manera levantar una casa, para qué no se venga al suelo. Y dentro de todo este mundo de la física, hay un concepto degran importancia, que relaciona dos cantidades: la masa de un objeto y la velocidad que éste pueda tener. Este concepto es la cantidad de movimiento.
En conclusión se puede generalizar el concepto de cantidad de movimiento como la combinación de masa por velocidad y a la conservación del momento lineal como el impulso que producen entre dos masas que han chocado.
OBJETIVOS
* Comprobarexperimentalmente la ley de la conservación de la cantidad de movimiento el cual indica que en un choque bidimensional la cantidad de movimiento al inicio debe ser igual a la cantidad de movimiento al final, teniendo en cuenta que no actúen fuerzas externas.
* Analizar cuando en un choque se da la conservación de la energía cinética, este hecho se realizara analizando el choque que efectúandos discos metálicos.
FUNDAMENTO TEÓRICO
El centro de masa:
El Sistema de Referencia del Centro de Masa (sistema-C) es especialmente útil para describir las colisiones comparadas con el Sistema de Referencia del Laboratorio (sistema-L) tal como veremos en próximas páginas.
Movimiento del Centro de Masas:
En la figura, tenemos dos partículas de masas m1 y m2, como m1 es mayor que m2, laposición del centro de masas del sistema de dos partículas estará cerca de la masa mayor.
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En general, la posición rcm del centro de masa de un sistema de N partículas es
Momento Lineal:
El concepto de momento lineal se usa para denotar la inercia en movimiento. El momento lineal p de una partícula de masa m que se mueve con velocidad v, se define como el producto de la masa de un objetopor su velocidad:
Para una partícula en movimiento en el espacio, las componentes del momento lineal en cada dirección x, y y z son:
px = mVx, py = mVy , pz = mVz
El momento lineal (muchas veces mencionado solo como momento) es una
magnitud física vectorial porque la velocidad es un vector, su dirección es a lo largo de v, su unidad de medida en el SI es kg m/s.
Conservación delMomento Lineal:
La segunda ley de Newton afirma que para acelerar un objeto hay que aplicarle una fuerza. Ahora vamos a decir lo mismo, pero con otro lenguaje: para cambiar el momento de un objeto hay que aplicarle un impulso, impulso que es producido por una fuerza. En ambos casos hay un agente externo que ejerce la fuerza o el impulso, las fuerzas internas no se consideran. Cuando la fuerza netaes cero, entonces el impulso neto es cero, y por lo tanto no hay cambio del momento lineal total. Entonces se puede afirmar que si sobre un sistema no se ejerce fuerza neta, el momento total del sistema no puede cambiar.
Para probar tan osada afirmación, consideremos un sistema mecánico formado solo por dos partículas que interactúan entre sí, pero que están aisladas de los alrededores, y queejercen fuerzas entre ellas (estas fuerzas pueden ser gravitacionales, elásticas, electromagnéticas, nucleares, etc.), sin consideran otras fuerzas externas al sistema. Si en un cierto instante t el momento de la partícula 1 es p1 y el momento de la partícula 2 es p2, y si F12 es la fuerza sobre la partícula 1 producida por la partícula 2 y F21 es la fuerza sobre la partícula 2 producida por lapartícula 1, como se muestra en la figura, entonces se puede aplicar la segunda Ley de Newton a cada partícula:
Por la tercera Ley de Newton, F12 y F21 son un par de acción y reacción, entonces:
Se concluye que el momento lineal total es constante. Cuando una cantidad
física no cambia, decimos que se conserva, por lo tanto el momento total se
conserva. No hay caso...
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