La energía cinética de un cuerpo

Introducción:

La energía cinética de un cuerpo es aquella energía que posee debido a su movimiento. Se define como el trabajo necesario para acelerar un cuerpo de una masa determinada desde el reposo hasta la velocidad indicada. Una vez conseguida esta energía durante la aceleración, el cuerpo mantiene su energía cinética salvo que cambie su velocidad.

MOMENTO LINEAL

El momento lineal se define como el producto de la masa por el vector velocidad. Será por tanto una magnitud vectorial. p = m • v

Sus unidades en el sistema internacional serán por tanto Kg•m/s. Según hemos visto anteriormente la fuerza total aplicada sobre un cuerpo provoca un incremento en el momento lineal del mismo

Comparen el momento y energía cinética total antes y después de la colisión considerando lo siguiente:

• Obtengan las posiciones y realicen una gráfica posición contra tiempo.

El movimiento solo se refleja sobre el eje de X vs el tiempo, los datos los obtenemos de acuerdo a los cálculos del programa Tracker.

En este caso en la gráfica se observa que hasta el tiempo 0.63 es el momento de impacto y como la carretilla azul empieza a perder aceleración, al igual que su tasa de desplazamiento, la cual es trasladada a la caretilla roja.

t carretilla_azul carretilla_roja

0.00 -0.51 0.09

0.03 -0.49 0.09

0.07 -0.47 0.09

0.10 -0.45 0.09

0.13 -0.43 0.09

0.17 -0.41 0.09

0.20 -0.39 0.09

0.23 -0.34 0.09

0.27 -0.31 0.09

0.30 -0.29 0.09

0.33 -0.27 0.09

0.37 -0.25 0.09

0.40 -0.23 0.09

0.43 -0.20 0.09

0.47 -0.18 0.09

0.50 -0.16 0.09

0.53 -0.13 0.09

0.57 -0.11 0.09

0.60 -0.09 0.09

0.63 -0.07 0.09

0.67 -0.06 0.11

0.70 -0.04 0.13

0.73 -0.03 0.14

0.77 -0.02 0.16

0.80 -0.01 0.18

0.83 0.00 0.21

0.87 0.01 0.23

0.90 0.03 0.25

0.93 0.04 0.27

0.97 0.05 0.29

1.00 0.06 0.31

1.03 0.07 0.33

1.07 0.08 0.35

1.10 0.09 0.37

1.13 0.10 0.39

1.17 0.11 0.40

1.20 0.12 0.41

1.23 0.13 0.43

1.27 0.14 0.44

1.30 0.15 0.46

1.33 0.16 0.48

• Obtengan las velocidades de cada cuerpo antes y después de la colisión.

Grafiquen la velocidad contra el tiempo.

PASO 1

Datos del tracker, donde se selecciona los datos de la velocidad con respecto al tiempo tanto para la carretilla azul, como roja.

( carretilla roja )

(Carretilla azul)

PASO 2

Para manipularlos de mejor manera y obtener una sola gráfica de las dos tablas, ya que el tiempo no cambia, solo las magnitudes de la velocidad, llevamos los datos a Excel.

tiempo carretilla azul carretilla roja

0.00

0.03 0.52 0.00

0.07 0.65 0.00

0.10 0.68 0.00

0.13 0.65 0.00

0.17 0.57 0.00

0.20 1.23 0.00

0.23 1.31 0.00

0.27 0.66 0.00

0.30 0.68 0.00

0.33 0.66 0.00

0.37 0.66 0.00

0.40 0.67 0.00

0.43 0.67 0.00

0.47 0.67 0.00

0.50 0.68 0.00

0.53 0.68 0.00

0.57 0.67 0.00

0.60 0.65 0.02 A

0.63 0.51 0.25 B

0.67 0.38 0.53 C

0.70 0.38 0.56 D

0.73 0.35 0.58 E

0.77 0.34 0.61 F

0.80 0.34 0.61 G

0.83 0.32 0.63 H

0.87 0.33 0.61

0.90 0.32 0.60

0.93 0.31 0.61

0.97 0.32 0.61

1.00 0.32 0.60

1.03 0.32 0.60

1.07 0.32 0.60

1.10 0.31 0.59

1.13 0.31 0.54

1.17 0.31 0.63

1.20 0.31 0.64

1.23 0.30 0.51

1.27 0.31 0.55

1.30 0.31 0.57

1.33

• Obtengan la energía cinética y el momento.

La energía cinetica, se puede entender como el trabajo necesario para acelerar un cuerpo desde un punto A hasta B.

Su fórmula K=1/2 m*v2

De forma manual copiamos los datos en Excel y realizamos las operaciones para verificar los datos, multiplicando dos veces la velocidad por la masa que en este caso corresponde a 1015 g x 0.5. En el tiempo 0.23 se observa la mayor cantidad de energía cinética utilizada.

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