Medir la velocidad de un carrito antes y antes y después de una colisión, utilizando una sola fotocelda.

Sophia Calderón Trigueros                                                             B41234

Angélica Carballo Vargas

Grupo 18

INFORME DE LABORATORIO

COLISIONES INELASTICAS

Objetivo general:

• Aplicar el Principio de la Conservación del Momentum Lineal en una colisión inelástica.

Objetivos específicos:

• Medir la velocidad de un carrito antes y antes y después de una colisión, utilizando una sola fotocelda.
• Demostrar que en una colisión inelástica no hay conservación de la energía cinética.
• Aplicar el concepto de conservación de la energía mecánica en presencia de una fuerza conservativa en el péndulo.
• Calcular la perdida de energía cinética del carrito durante la colisión.

Marco teórico

        “Una colisión es una interacción entre dos cuerpos que tiene lugar mediante fuerzas de interacción muy intensas que actúan durante un intervalo de tiempo relativamente corto.

        El momento se conserva en todas las colisiones. Sin embargo, podemos examinar las colisiones con dos títulos si tenemos en cuenta la conservación de la energía. Por ejemplo, si los objetos chocan y el impulso y la energía cinética de los objetos que se conservan de lo que llamamos colisión elástica. Por otro lado, si el momento del objeto, pero se conserva la energía cinética no se conserva de lo que llaman a este tipo de colisión inelástica. En este laboratorio se van a estudiar específicamente las colisiones inelásticas.” (1)

         Para toda colisión se cumple por lo tanto: Pi = Pf

        “Una colisión inelástica entre dos cuerpos es aquella en la que la energía cinética total del sistema no es la misma antes y después de la colisión aunque se conserve la cantidad de movimiento lineal.

        En este experimento se muestra un ejemplo de este tipo de colisiones, donde un carrito colisionara con un péndulo y ambos se moverán en forma independiente después de la colisión.

        Al disparar el carrito sobre el riel sin fricción, este se mueve a una velocidad constante de Vo,c y colisiona con el péndulo en reposo, ambos poseen velocidades después del choque de Vf,c y Vo,p.

        La masa del péndulo después de la colisión tiene una energía cinética que la hará subir hasta una altura H, en presencia de un campo gravitacional, de modo que toda esa energía se convertirá en potencial. El hilo del péndulo de longitud L forma un ángulo j con la vertical.

        La velocidad del carrito antes y después de la colisión se mide experimentalmente. Para saber cuánta energía se perdió en la colisión se puede calcular la fracción de energía conservada en el experimento.

        Primero se debe armar el quipo como se muestra en la guía de laboratorio, se colocan las fotoceldas a una distancia de 50cm entre caras interiores, la primera fotocelda debe estar a 20 cm del péndulo, mientras que la segunda a 30 cm del mismo. La longitud L del péndulo es de 46cm. La masa del péndulo debe ser impactada directamente por el carrito.

        Para el Cuadro I. se coloca el disparador en la posición 3, se miden las velocidades con los tiempos pre y post colisión de las fotoceldas, y se lee el ángulo de barrido del péndulo a simple vista.  Con 10 repeticiones.

        Para el Cuadro III se repite el procedimiento anterior pero utilizando el disparador en la posición central.” (2)

Resultados:

Cuadro I. Velocidades, colisión inelástica con disparador en posición 3.

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