Informe Laboratorio IV


Universidad de Santiago de Chile, Facultad de Ciencia, Departamento de Física

Experiencia Nº4, Impulso –Cantidad de movimiento. Coef. de restitución.



Resumen: En esta cuarta experiencia del laboratorio de Física II se ha concluido el estudio de los conceptos de trabajo y energía. Para ello, se ha registrado y estudiado el comportamiento de un sistema de lanzamiento de proyectil verticalenfocándose en el análisis de la energía potencial elástica y potencial gravitatoria. Además, se estudian los conceptos de momentum o cantidad de movimiento e impulso; para ello, se ha montado un sistema con roce prácticamente nulo de un carrito que se mueve por un riel y rebota contra un punto fijo.

1. Introducción
2. En trabajos anteriores se mostró que el movimiento puede ser descrito envirtud de variables cinemáticas, dinámicas, y
3. energéticas, esta vez, se concluye este último análisis para dar comienzo al estudio a los conceptos de impulso y cantidad de movimiento.
4. A veces, para observar y comprender situaciones de mecánica clásica, los conceptos que se han revisado hasta ahora no son suficientes, vale decir, no podemos describir ni modelar las situaciones completamentecon los conceptos revisados de las leyes de Newton y los teoremas de conservación de la energía. Ejemplos de esto son las colisiones o choques e incluso situaciones hipotéticas como los efectos de una fuerza de reacción.
5. Para dar resolución a estos problemas, se debe
6. introducir un nuevo concepto; la cantidad de movimiento lineal o momemtum y su respectiva variación en el tiempo; elimpulso.
7. En el presente informe se exponen los resultados y análisis obtenidos del estudio experimental de una situación de movimiento con roce prácticamente nulo, donde un carrito se desliza por una pista y rebota contra un punto fijo.
8. También se exponen los detalles de un segundo experimento; un proyectil lanzado verticalmente hacia abajo, al cual en
9. Objetivos Generales
10.
Verificaciónexperimental de la relación entre el cambio de momento experimentado por un cuerpo y el impulso aplicado sobre él.
Determinar el coeficiente de restitución de un choque entre una esfera y un plano.
11.
a) Parte I:
12.
13. Objetivos
14.
Verificación experimental de la relación entre el cambio de momentum lineal (p ) experimentado por un cuerpo y el impulso ( I ) aplicado sobre él.
15.
16.Teoría:
17. Momentum.
18.
19. Cuando un cuerpo está en reposo resulta relativamente sencillo asociar su inercia, es decir, la resistencia al cambio de estado de reposo, solamente a la masa. En efecto, es la masa la magnitud que indica en gran medida la magnitud de la fuerza que se debe aplicar para sacar un cuerpo del reposo. Sin embargo, cuando un cuerpo está en movimiento, esta resistencia a cambiar deestado de movimiento, aumentando, disminuyendo o cambiando la dirección de la velocidad, dependerá no sólo de la masa sino que además de la velocidad con que se mueve el cuerpo, es decir, depende una magnitud denominada momentum o cantidad de movimiento lineal.
20. El momentum o cantidad de movimiento lineal, (p) corresponde al producto de la masa (m) y la velocidad (v) de un cuerpo, es decir:21. p = mv.
22. Cuando sobre un cuerpo actúa una fuerza neta de tal forma que produce un cambio en el momentum, se dice que la fuerza aplicó un impulso sobre el cuerpo.
23. El impulso, depende por una parte de la intensidad de la fuerza y por otra parte, del tiempo durante el cual actúo la fuerza. Es decir, se puede definir operacionalmente el impulso I como:
24. I = FN∙t
25. Cuyas unidades son:26. I = FN [N] ∙ t [s]
27. I = (Kg ∙ m)/s
28.
29. Fácilmente se puede demostrar que el impulso es equivalente al cambio de momentum experimentado por el cuerpo:
30. I = FN∙t (1)
I = m∙V – m∙V0 (2)
I = p – p0
I = Δp (3)
31. Una observación importante, es el carácter vectorial del momentum y el impulso, característica muy importante al momento de analizar el principio de conservación del...