PREINFORME: PRÁCTICA No 3LABORATORIO FISICA I

COLISION EN 2 DIMENSIONES

PRESENTADO A:

Juan José Barrios A.

ELABORADO POR:

Angela Patricia Duran P.CODIGO: 2031656

GRUPO: D33SUBGRUPO: #2

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER

BUCARAMANGA

2005-09-21

INTRODUCCIÓN

En el presente laboratorio analizaremos las colisiones elásticas e inelásticas de dos partículas en dos dimensiones, para comenzar hay que recordar que una colisión significa una interacción directa entre los cuerpos que no necesariamente requiere un contacto físico, en el caso particular que queremos explicar las dos esferas chocaran y como es de esperarse se alterara el movimiento que llevaban independientemente cada una antes de la colisión, debido a los intercambios de momentum y de energía.En nuestro análisis precisaremos las condiciones del movimiento de las partículas antes de la colisión para conocer experimental y analíticamente el estado final de las mismas lejos de la región en donde tuvieron la interacción. Para esto necesitamos saber que la cantidad de movimiento siempre se conserva si solo las fuerzas internas entran en juego, y que la energía cinética de las partículas se conserva si y solo si la colisión es elástica, mientras que para la colisión inelástica debido a la deformación hay cambios internos en las partículas y por lo tanto hay cambio en la energía del sistema.

OBJETIVOS.

Objetivo General:

Experimentar el cumplimiento del principio de conservación del momento para colisiones elásticas e inelásticas.

Objetivos Específicos:

Estudiar la colisión en dos dimensiones en términos de la conservación del momento lineal y el principio de conservación de la energía.

Experimentar y demostrar que el principio de conservación del momento lineal se cumple para colisiones bidimensionales elásticas e inelásticas.

MARCO TEÓTICO:

COLISIONES:

De acuerdo a la conservación de la energía cinética pueden existir otros tres tipos de colisión, bien sea unidimensional o bidimensional:

1) Colisiones elásticas. Se conserva la energía cinética y la cantidad de movimiento. No se genera calor, y la deformación producida sobre los cuerpos no es permanente.

2) Colisiones inelásticas. Le energía cinética aumenta o disminuye y la cantidad de movimiento se conserva. La deformación producida sobre los cuerpos es permanente.

3) Colisiones perfectamente inelásticas. Se conserva la cantidad de movimiento, pero los cuerpos quedan unidos como resultado del choque y siguen moviéndose a una velocidad común.

Principio De Conservación Del Momento Lineal

La partícula 1 se mueve bajo la acción de la fuerza F12 que ejerce la partícula 2. La partícula 2 se mueve bajo la acción de la fuerza F21 que ejerce la partícula 1. La tercera ley de Newton o Principio de Acción y Reacción establece que ambas fuerzas tendrán que ser iguales y de signo contrario. F12 +F21 =0

El principio de conservación del momento lineal afirma que el momento lineal total del sistema de partículas permanece constante, si el sistema es aislado, es decir, si no actúan fuerzas exteriores sobre las partículas del sistema. El principio de conservación del momento lineal es independiente de la naturaleza de las fuerzas de interacción entre las partículas del sistema aislado

m1u + m2u2 = m1v1 + m2v2

Donde u1 y u2 son las velocidades iniciales de las partículas 1 y 2 y v1 y v2 las velocidades finales de dichas partículas.

El momento lineal de una partícula de masa m que se mueve con una velocidad v se define como el producto de la masa por la velocidad p=mv

“El momento lineal total se conserva en las colisiones. Sin embargo, la energía cinética no se conserva debido a que parte de la energía cinética se transforma en energía térmica y en energía potencial elástica interna cuando los cuerpos se deforman durante la colisión”.

Principio de conservación de la energía

Los cuerpos no crean energía; la energía que poseen la han tomado de otros cuerpos y la ceden a otras partículas. Por esta razón podemos afirmar mediante el teorema de la conservación de la energía que la energía no se crea o se destruye; solo puede ser transformada de una forma a otra.

Si solamente una fuerza conservativa F actúa sobre una partícula, el trabajo de dicha fuerza es igual a la diferencia entre el valor inicial y final de la energía potencial

El trabajo de la resultante de las fuerzas que actúa sobre la partícula es igual a la diferencia entre el valor final e inicial de la energía cinética.

Igualando ambos trabajos, obtenemos la expresión del principio de conservación de la energía

EkA + EpA = EkB + EpB

La energía mecánica de la partícula (suma de la energía potencial más cinética) es constante en todos los puntos de su trayectoria.

METODO

Equipo/Instrumentos/Materiales:

Para esta práctica necesitaremos un mini lanzador con accesorios para colisiones bidimensionales, además de dos esferas de acero, una plomada y una regla graduada; no podemos olvidar el papel blanco tamaño medio pliego, papel carbón, cinta pegante y plastilina.

Procedimiento:

1. Usamos una esfera, disparamos directamente, cinco veces.2. Colisión Elástica: Usando dos esferas, cargue una esfera y coloque la

otra sobre la T. Dispare la esfera cinco veces.3. Colisión Inelástica: Usando dos esferas, monte la esfera blanco y pegue

un trozo de plastilina sobre ella. Oriente el lado de la plastilina de la esfera blanco para que la esfera proveniente del dispositivo de lanzamiento la golpee, causando una colisión inelástica. Dispare la esfera proyectil una vez y si las esferas no golpean el papel carbón, reubique el papel carbón y dispare una vez más.

4. Use una plomada para localizar sobre el papel el punto debajo del sitio donde entran en contacto las dos esferas. Denomínelo punto (O)

BIBLIOGRAFÍA

o Microsoft ® Encarta ® Biblioteca de Consulta 2003. © 1993-2002 Microsoft

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o ALONSO Y FINN, Física. 1995. Addison – Wesley Iberoamericana.