Practica 4 Fisica 1

Por: Luis Enrique Sotelo Guzmán Matrícula: AL12521002

Práctica 4. El choque de dos cuerpos.

Descripción Breve:

Un choque físico o mecánico es percibido por una repentina aceleración o desaceleración causada normalmente por un impacto; cualquier tipo de contacto directo entre dos cuerpos provoca un choque. Lo que mayormente lo caracteriza es la duración del contacto que, generalmente, es muy corto y es entonces cuando se transmite la mayor cantidad de energía entre los cuerpos.

Contenido

Práctica 4. El choque de dos cuerpos. 1

Descripción Breve: 1

Introducción 3

Choque de dos cuerpos. 3

Modelo teórico 4

Desarrollo 5

Datos 16

Análisis de datos 18

Resultados 21

Conclusiones 22

Bibliografía 22

Introducción

Choque de dos cuerpos.

Desarrollo de la práctica 4, donde se estudia el choque de dos cuerpos y podremos analizar su comportamiento, obteniendo las gráficas de la velocidad y posición contra el tiempo, se comparan los resultados y se verifica la energía cinética obtenida.

El choque se define como la colisión entre dos o más cuerpos. Un choque físico o mecánico es percibido por una repentina aceleración o desaceleración causada normalmente por un impacto, por ejemplo, de una gota de agua, aunque también una explosión causa choque; cualquier tipo de contacto directo entre dos cuerpos provoca un choque. Lo que mayormente lo caracteriza es la duración del contacto que generalmente es muy corta y es entonces cuando se transmite la mayor cantidad de energía entre los cuerpos. En una colisión intervienen dos objetos que ejercen fuerzas mutuamente. Cuando los objetos están muy cerca entre sí o entran en contacto, interaccionan fuertemente durante un breve intervalo de tiempo. Las fuerzas de éste tipo reciben el nombre de fuerzas impulsivas y se caracterizan por su acción intensa y breve.

Un caso de este tipo de interacción, por ejemplo, es la colisión de dos carros que lleven montados parachoques magnéticos. Estos interactúan incluso sin llegar a tocarse, es lo que se considera colisión sin contacto. Las fuerzas que se ejercen mutuamente son iguales y de sentido contrario. Si el choque es elástico se conservan tanto el momento lineal como la energía cinética del sistema, y no hay intercambio de masa entre los cuerpos, que se separan después del choque. Si el choque es inelástico la energía cinética no se conserva y, como consecuencia, los cuerpos que colisionan pueden sufrir deformaciones y aumento de su temperatura. Cuando dos cuerpos chocan sin que actúen fuerzas externas, se conserva la cantidad de movimiento total del sistema (para cualquier tipo de choque). Sin embargo pueden variar la cantidad de movimiento de cada uno de los cuerpos.

Modelo teórico

Si con un cuerpo de masa m1 y velocidad v1 se aplica una fuerza a otro cuerpo de masa m2 y velocidad v2, como por ejemplo, en un saque de tenis, en ese instante es aplicable el principio de acción y reacción y tenemos que:

m_1 v_1= m_2 v_2

Es decir la masa de la raqueta por su velocidad, en el momento del choque, debe ser igual a la masa de la pelota de tenis por la velocidad que adquiere.

Enunciando la Ley de conservación de la cantidad de movimiento dice:

En cualquier sistema o grupo de cuerpos que interactúen, la cantidad de movimiento total, antes de las acciones, es igual a la cantidad de movimiento total luego de las acciones.

∑▒〖mv=0〗

m_i v_i= m_f v_f

∆P= 〖∆P〗_1+ 〖∆P〗_2

Cuando se produce choque entre dos cuerpos, uno de ellos encuentra en su trayectoria a otro produciéndose contacto físico. Al producirse el choque también se producen deformaciones en ambos cuerpos, éstas pueden desaparecer de inmediato o perdurar. Si las deformaciones desaparecen rápidamente significa que se ha producido un choque elástico, por el contrario, si permanecen se ha producido un choque inelástico o plástico.

En ambos casos ocurre una variación de la energía cinética que se transformará en calor que disiparán los cuerpos.

Desarrollo

Para iniciar, al igual que lo hemos hecho con las otras prácticas, recuerden que tendremos que importar nuestro video en el programa tracker, realizar el trazado de nuestro eje coordenado y distancias, así como realizar las gráficas correspondientes, tomando como referencia la mitad de las tapas de cada caretilla.

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 antes y después del choque, las energías cinéticas y los momentos correspondientes.

Para la carretilla azul

t x y vx ax p K

0.00E+00 -4.90E+01 3.92E-01

3.30E-02 -4.73E+01 5.03E-02 5.71E+01 5.88E+04 1.71E+06

6.60E-02 -4.52E+01 -2.87E-01 6.52E+01 1.68E+02 6.61E+04 2.16E+06

9.90E-02 -4.30E+01 5.22E-02 6.73E+01 5.21E+01 6.83E+04 2.30E+06

1.32E-01 -4.08E+01 -2.90E-01 6.87E+01 6.63E+00 6.97E+04 2.39E+06

1.65E-01 -3.85E+01 4.06E-02 6.79E+01 -3.86E+00 6.91E+04 2.35E+06

1.98E-01 -3.63E+01 4.83E-02 6.79E+01 -8.71E+00 6.91E+04 2.35E+06

2.31E-01 -3.40E+01 -2.96E-01 6.80E+01 -7.18E+00 6.92E+04 2.36E+06

2.64E-01 -3.18E+01 -2.93E-01 6.69E+01 -1.31E+00 6.81E+04 2.29E+06

2.97E-01 -2.96E+01 3.65E-02 6.79E+01 -9.27E+00 6.89E+04 2.34E+06

3.30E-01 -2.73E+01 -2.99E-01 6.68E+01 -1.40E+00 6.80E+04 2.28E+06

3.63E-01 -2.52E+01 -2.93E-01 6.68E+01 3.29E+00 6.78E+04 2.27E+06

3.96E-01 -2.29E+01 -3.00E-01 6.80E+01 3.36E+00 6.90E+04 2.35E+06

4.29E-01 -2.07E+01 -2.98E-01 6.66E+01 4.82E-01 6.76E+04 2.25E+06

4.62E-01 -1.85E+01 -2.95E-01 6.77E+01 5.76E+00 6.88E+04 2.33E+06

4.95E-01 -1.62E+01 -2.95E-01 6.78E+01 -3.35E+01 6.88E+04 2.33E+06

5.28E-01 -1.41E+01 -2.89E-01 6.50E+01 -9.56E+00 6.68E+04 2.20E+06

5.61E-01 -1.19E+01 -9.65E-01 6.67E+01 -1.08E+02 6.84E+04 2.30E+06

5.94E-01 -9.65E+00 -9.21E-01 6.02E+01 -3.57E+02 6.19E+04 1.89E+06

6.27E-01 -7.97E+00 -1.63E+00 4.14E+01 -3.38E+02 4.24E+04 8.86E+05

6.60E-01 -6.92E+00 -1.31E+00 3.59E+01 -8.04E+01 3.68E+04 6.67E+05

6.93E-01 -5.60E+00 -1.30E+00 3.87E+01 -1.58E+01 3.93E+04 7.61E+05

7.26E-01 -4.36E+00 -1.31E+00 3.44E+01 -7.78E+01 3.49E+04 6.01E+05

7.59E-01 -3.33E+00 -1.30E+00 3.27E+01 -1.49E+01 3.66E+04 6.58E+05

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