UnADMéxicoFISICA

FACILITADOR: ENRIQUE FIERRO HERNANDEZ

GRUPO: TM-FIS1-1302-002

UNIDAD 2

ACTIVIDAD 3

PRACTICA 4.

EL CHOQUE DE DOS CUERPOS

Equipo 2

Hector Aguilar Macias al11502711 @unadmexico.mxMiguel de Jesús Álvarez cruz al10519755@unadmexico.mxSamuel Edmundo pavón Galindo al10524706@unadmexico.mxCarlos González padilla al11500070@unadmexico.mxJaime Chávez García al10518945@unadmexico.mxJosé Andrés Almada Hernández al11500200@unadmexico.mxFabián Pérez Córdova al10520151@unadmexico.mxAntonio Castro Mendoza al11504204@unadmexico.mxVíctor Manuel González Katt al10524258@unadmexico.mxLucas Alberto Calderón Rocher al10529501@unadmexico.mx

Práctica 4. El choque de dos cuerpos

INTRODUCCIÓN

Choques

Tipos de choquesCon el fin de entender mejor los choques vamos a dividirlos en tres categorías básicas: elásticos, inelásticos y totalmente inelásticos.

Los choques elásticos se producen cuando dos objetos chocan y rebotan entre sí sin ningún cambio en sus formas. Los choques de las bolas de billar o los choques entre partículas subatómicas son un buen ejemplo de colisiones elásticas. En los choques elásticos se conservan tanto la cantidad de movimiento como la energía cinética.

En los choques inelásticos, uno o los dos objetos que chocan se deforman durante la colisión. En estos choques la cantidad de movimiento se conserva, pero la energía cinética no se conserva ya que parte de ella se transforma en otro tipo de energía en el proceso de deformación de los cuerpos.

En los choques totalmente inelásticos, los cuerpos que chocan se mueven tras la colisión con la misma velocidad de manera que parecen estar pegados y se comportan como un único cuerpo. En este tipo de choques se conserva la cantidad de movimiento pero toda la energía puesta en juego en el choque se transforma en calor o deformación y no se recupera para el movimiento.

Energía CinéticaLa energía cinética es la energía que un objeto posee debido a su movimiento.  La energía cinética depende de la masa y la velocidad del objeto según la ecuación 

E = (1/2)mv2

donde m es la masa del objeto y v2 la velocidad del mismo elevada al cuadrado. El valor de E también puede derivarse de la ecuación 

E = (ma)d

donde a es la aceleración de la masa m y d es la distancia a lo largo de la cual se acelera. Las relaciones entre la energía cinética y la energía potencial, y entre los conceptos de fuerza, distancia, aceleración y energía, pueden ilustrarse elevando un objeto y dejándolo caer.

Cuando el objeto se levanta desde una superficie se le aplica una fuerza vertical. Al actuar esa fuerza a lo largo de una distancia, se transfiere energía al objeto. La energía asociada a un objeto situado a determinada altura sobre una superficie se denomina energía potencial. Si se deja caer el objeto, la energía potencial se convierte en energía cinética.

Conservación del momentoEl momentum o cantidad de movimiento lineal, (p) corresponde al producto de la masa (m) y la velocidad (v) de un cuerpo, es decir, p = mv.

Si hay dos cuerpos, el momentum total de ellos será p = p1 + p2. Ahora bien, la importancia de este concepto radica en lo siguiente: si el sistema de cuerpos está aislado, es decir, no actúan fuerzas externas sobre él, p es una cantidad que se conserva. 

DESARROLLO DE LA PRÁCTICA

Consideren la masa de 1015g para el cuerpo azul y de 551g para el cuerpo rojo,usando el programa de Tracker para calcular las velocidades de los cuerpos antesy después del choque, las energías cinéticas y los momentos correspondientes.Comparen el momento y energía cinética total antes y después de la colisiónconsiderando lo siguiente:

Obtengan las posiciones y realicen una gráfica posición contra tiempo.

0.0000 0.2000 0.4000 0.6000 0.8000 1.0000 1.2000 1.4000 1.60000.0000

0.1000

0.2000

0.3000

0.4000

0.5000

0.6000

0.7000

0.8000

0.9000

azulrojo

Obtengan las velocidades de cada cuerpo antes y después de la colisión.t V azul V rojo

0.0000

0.0334 0.39854166 0

0.0667 0.52669873 0

0.1001 0.59786688 0

0.1335 0.66892624 0

0.1668 0.6974479 0

0.2002 0.66903504 0

0.2336 0.64056778 0

0.2669 0.64045898 0

0.3003 0.62633414 0

0.3337 0.68315988 0

0.3670 0.74020319 0

0.4004 0.59781249 0

0.4338 0.74025758 0

0.4671 0.5551116 0

0.5005 0.59781249 0

0.5339 0.71162713 0

0.5672 0.62633415 0

0.6006 0.71179032 0

0.6340 0.72580637 0

0.6673 0.61210052 0

0.7007 0.27049338 0.62633414

0.7341 0.31308548 0.59781249

0.7674 0.27043898 0.46970981

0.8008 0.29885185 0.64045898

0.8342 0.3274279 0.5124107

0.8675 0.31308548 0.6975023

0.9009 0.31313987 0.62611656

0.9343 0.29890624 0.49828587

0.9676 0.31313987 0.55522039

1.0010 0.3273735 0.54082357

1.0344 0.32731911 0.61199172

1.0677 0.34166154 0.61204613

1.1011 0.31313987 0.58357885

1.1345 0.28467261 0.62633414

1.1678 0.27049338 0.59764931

1.2012 0.29896064 0.64062216

1.2346 0.31313987 0.6121549

1.2679 0.29890625 0.46970982

1.3013 0.29879745 0.65469261

1.3347 0.27049338 0.52675312Grafiquen la velocidad contra el tiempo.

0.0000 0.2000 0.4000 0.6000 0.8000 1.0000 1.2000 1.4000 1.60000

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

V azulV rojo

Obtengan la energía cinética y el momento. Obtengan el momento total y la energía cinética total antes y después de laColisión

t momento azulmomento rojo

momento total

energia cinetica azul

energia cinetica rojo

energia cinetica total

0.0000

0.0334 404.5197832 0 404.5197832 80.6089926 0 80.6089926

0.0667 534.5992114 0 534.5992114 140.786363 0 140.786363

0.1001 606.8348866 0 606.8348866 181.4032412 0 181.4032412

0.1335 678.960138 0 678.960138 227.0871276 0 227.0871276

0.1668 707.9096221 0 707.9096221 246.8650409 0 246.8650409

0.2002 679.0705607 0 679.0705607 227.1609982 0 227.1609982

0.2336 650.1762932 0 650.1762932 208.2409913 0 208.2409913

0.2669 650.0658691 0 650.0658691 208.1702631 0 208.1702631

0.3003 635.7291554 0 635.7291554 199.0894379 0 199.0894379

0.3337 693.4072746 0 693.4072746 236.854014 0 236.854014

0.3670 751.3062392 0 751.3062392 278.0596379 0 278.0596379

0.4004 606.7796742 0 606.7796742 181.370233 0 181.370233

0.4338 751.3614484 0 751.3614484 278.1005055 0 278.1005055

0.4671 563.4382715 0 563.4382715 156.3855595 0 156.3855595

0.5005 606.7796742 0 606.7796742 181.370233 0 181.370233

0.5339 722.3015412 0 722.3015412 257.0046879 0 257.0046879

0.5672 635.7291603 0 635.7291603 199.089441 0 199.089441

0.6006 722.4671788 0 722.4671788 257.1225736 0 257.1225736

0.6340 736.6934644 0 736.6934644 267.3484042 0 267.3484042

0.6673 621.2820255 6706.225934 7327.50796 190.1435247 40810.76795 41000.91148

0.7007 274.550779 345.1101129 619.6608919 37.13208387 108.0771234 145.2092073

0.7341 317.7817604 329.3946803 647.1764407 49.74642721 98.4581265 148.2045537

0.7674 274.4955653 258.8101065 533.3056718 37.11715042 60.78282325 97.89997367

0.8008 303.3346256 352.8928993 656.2275249 45.32605668 113.0067136 158.3327703

0.8342 332.3393213 282.3382983 614.6776196 54.40858349 72.33658322 126.7451667

0.8675 317.7817613 384.3237674 702.1055287 49.74642751 134.0333559 183.7797834

0.9009 317.8369719 344.9902234 662.8271953 49.76371464 108.0020456 157.7657602

0.9343 303.3898371 274.555512 577.9453491 45.34255826 68.40356547 113.7461237

0.9676 317.8369729 305.9264342 623.7634071 49.76371494 84.92829685 134.6920118

1.0010 332.2841067 297.993787 630.2778937 54.3905062 80.58103185 134.971538

1.0344 332.2288922 337.2074356 669.4363278 54.37243193 103.1840786 157.5565105

1.0677 346.7864634 337.2374177 684.0238811 59.24179862 103.2024282 162.4442268

1.1011 317.8369691 321.5519471 639.3889161 49.76371375 93.82545796 143.5891717

1.1345 288.9426997 345.1101098 634.0528095 41.12703631 108.0771215 149.2041578

1.1678 274.5507848 329.3047713 603.8555561 37.13208543 98.4043851 135.5364705

1.2012 303.4450459 352.9828121 656.427858 45.35906202 113.0643064 158.4233684

1.2346 317.8369691 337.2973515 655.1343206 49.76371375 103.2391138 153.0028275

1.2679 303.3898435 258.8101128 562.1999563 45.34256016 60.78282621 106.1253864

1.3013 303.2794083 360.7356264 664.0150346 45.30955639 118.0854738 163.3950302

1.3347 274.5507766 290.24097 564.7917466 37.13208321 76.44266849 113.5747517

0

100

200

300

400

500

600

700

800

Momento total

momento total

0

50

100

150

200

250

300

Energia cinetica total

energia cinetica total

3. Comparen el momento y energía cinética total antes y después de la colisión

En la grafica posición contra tiempo se puede apreciar de forma empírica como

el carro azul al momento del choque pierde energía y no recorre la distancia a

la que inicialmente podría llegar, el tren rojo al momento del choque gana

energía y adquiere movimiento.

Cuando observamos la grafica “velocidad” de ambos carritos podemos apreciar

el cambio de velocidad repentino de ambos , el azul de una velocidad

prácticamente constante disminuye drásticamente su velocidad y aun después

del choque su velocidad sigue por un tiempo constante; el rojo adquiere en un

momento velocidad y la mantiene constante por un periodo corto de tiempo.

La grafica de “momento total” se observa que el momento se comporta de la

misma forma antes y después del choque, no así la grafica de la “Energía

cinética total” donde se puede observar cuando es el momento del choque

entre ambos carritos disminuye drásticamente.

Conclusiones.

Podemos concluir que nuestro experimento se comporto como el modelo

conocido con el nombre de “choque inelástico” donde la cantidad de

movimiento se conserva, pero tenemos perdida de energía cinética en el

sistema, la energía perdida es transformada en otro tipo de energía fuera del

sistema como puede ser la calorífica.

https://sites.google.com/site/timesolar/energia/energiacinetica

http://www.educaplus.org/momentolineal/tipos_choques.html

http://www.educarchile.cl/Portal.Base/Web/VerContenido.aspx?ID=133119.