Estudio del momentum lineal (cantidad de movimiento de una partícula)

Laboratorio de Física II

Experiencia N°4

Sección: 0-C-6

Integrantes:

Alejandro Figueroa-  ale.figueroa.meneses@gmail.com

Ignacio Peña-  ignacio.pena07@gmail.com

Franco Salinas-  franco.salinas@usach.cl

Manuel Salinas-  manuel.salinas.r@usach

Profesor: Leonardo Bartolo Yáñez

Fecha de entrega: 14 de diciembre de 2015

Índice

Resumen:        

Introducción:        

Objetivos Generales:        

Método Experimental:        

Conclusión        

Referencias        

Resumen:

El siguiente informe se divide en dos experimentos distintos, los cuales de forma independiente permitirán el estudio del momentum lineal (cantidad de movimiento de una partícula). El primero de ellos consistió en el estudio de la relación entre el impulso y la cantidad de movimiento experimentado por un cuerpo, estableciendo un nexo entre ellas. La segunda parte de esta experiencia trató del análisis del coeficiente de restitución de una esfera al chocar con una superficie, lo que permitió el estudio del efecto que produce la alteración del movimiento del cuerpo debido a la interacción entre este y la superficie, y como esto afecta el momentum lineal.

Introducción:

El concepto “momentum lineal” es una magnitud vectorial que también es definida como la cantidad de movimiento de una partícula. Se representa con “” y es equivalente al producto entre la masa del cuerpo y la velocidad que este posee, esto quiere decir que si el cuerpo se encuentra en reposo su momentum lineal es igual a cero. La palabra momentum proviene del latín momentum que significa “momento”. El concepto “impulso” es una magnitud física que se representa como “”. Impulso se define como el cambio en el momentum lineal de un objeto en un sistema físico cerrado y posee las mismas unidades de medida que el momentum lineal, las cuales son [Ns]. “Choques” es el término que se utiliza para referirse a la interacción entre dos o más partículas durante un periodo de tiempo, en la cual alteran sus movimientos lo que provoca un intercambio de energía y movimiento lineal. Los choques según el coeficiente de restitución (“e”) de la partícula, estos se clasifican en: [pic 2][pic 3]

1. Choque Elástico, en donde e=1.
2. Choque Inelástico, en donde 0
3. Choque Plástico, en donde e=0.

Los tres términos mencionados anteriormente mantienen estrecha relación pues “cuando la fuerza externa neta que actúa sobre un sistema es cero, la cantidad de movimiento lineal del sistema permanece constante”, lo cual quiere decir que el momentum lineal se mantendrá constante siempre y cuando el impulso y los choques de la partícula no alteren el sistema de la partícula, o sea cuando estos sean fuerzas conservativas. Para la realización de este experimento se necesitan utilizar las siguientes formulas:

1. Momentum Lineal:

[pic 4]

1. Impulso:

[pic 5]

[pic 6]

1. Coeficiente de Restitución:

[pic 7]

[pic 8]

Objetivos Generales:

I.- Verificación experimental de la relación entre el cambio de momento experimentado por un cuerpo y el impulso aplicado sobre él.

II.- Determinar el coeficiente de restitución de un choque entre una esfera y un plano.

Método Experimental:

Primera Parte:

Objetivo específico:  

1. Verificar experimentalmente la relación entre el cambio de momentum lineal experimentado por un cuerpo y el impulso  aplicado sobre él.

Para la realización de este montaje, utilizaremos los siguientes elementos:

- Programa Logger Pro (error instrumental 0.001 (m/s)).

- Sensor de Movimiento (error instrumental 0.001(m/s)).

- Sistema de Movimiento Vernier, compuesto de una partícula (carrito) y un riel metálico                                  (error instrumental 0.05 (cm)).

- Sensor de Fuerza (error instrumental 0.001 (m/s).

- Resorte  

Procedimiento experimental 1:

1. Arme el siguiente sistema experimental:

[pic 9]

2. Aleje el carro del sensor de fuerza y luego suéltelo, para que vuelva a su origen.

3. Inicie la toma de datos con ambos sensores.

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