Cinetica Particula Impulsocantmov Choques

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CINETICA DE LA P AR TICULA (Impulso y Cantidad de Movimiento) Aplicación: Choques Escuela Académico Profesional de Ingeniería Civil Universidad Nacional de Trujillo Dinámica Dr. Jor ge A. Olórtegui Yume, Ph.D.

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CINETICA DE LA PARTICULA(Impulso y Cantidad de Movimiento)

Aplicación: Choques

Escuela Académico Profesional de Ingeniería Civil

Universidad Nacional de Trujillo

Dinámica

Dr. Jorge A. Olórtegui Yume, Ph.D.

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INTRODUCCION

Las velocidades después del impacto se pueden conocer mediante:

• Conservación de la Cantidad de Movimiento• Coeficiente de restitución (Tipo de choque)

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IMPACTOS O CHOQUESIMPACTO: Colisión entre 2 cuerpos cuyo contacto dura

muy poco y durante el cual se ejercen fuerzasrelativamente grandes.

FA/B FB/A

FA/B = FB/A = F

0t 

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IMPACTOS O CHOQUESGEOMETRIA DEL IMPACTO

• Plano de Contacto: Plano

tangente a las superficies

en contacto en el momento

incial del impacto

• Linea de Impacto: Normal

comun a las superficies en

contacto durante elimpacto

Linea deImpacto

Plano(Linea) deContacto

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IMPACTOS O CHOQUESTIPOS DE IMPACTO

Impacto Directo y Central:

• Centros de masa estan en la línea

de impacto (Si no eccentrico)

• Velocidades paralelas a la línea deimpacto antes de la colisión

Impacto Oblicuo y Central

Velocidades forman angulo con lalínea de impacto antes de la

colisión

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IMPACTOS O CHOQUESANALISIS DEL IMPACTO DIRECTO Y CENTRAL

I.A.

COLISIÓN

FASE DEDEFORMACIÓN

DEFORMACIÓNMAXIMA

FASE DERESTITUCIÓN

I.D.

DCL A+B

PA PB

FA/B FB/A

PA y PB << FEfecto Despreciable de los Pesos

FA/B = FB/A = F Fuerzas Internas

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IMPACTOS O CHOQUESANALISIS DEL IMPACTO DIRECTO Y CENTRAL

I.A.

COLISIÓN

FASE DEDEFORMACIÓN

DEFORMACIÓNMAXIMA

FASE DERESTITUCIÓN

I.D.

      ....

..

..

 A I ii D I ii

 D I 

 A I 

vmvmdt  F 

    ....0  A I ii D I ii   vmvm

    ....   D I ii A I ii   vmvm

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IMPACTOS O CHOQUESANALISIS DEL IMPACTO DIRECTO Y CENTRAL

I.A.

    ....   D I ii A I ii   vmvm

I.D.(+)(-)

''

)()()()(  B A A A A A A A   vmvmvmvm  

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IMPACTOS O CHOQUESCOEFICIENTE DE RESTITUCION (e)

I.A.

COLISIÓN

FASE DEDEFORMACIÓN

DEFORMACIÓNMAXIMA

FASE DERESTITUCIÓN

I.D.

máxt 

def     Fdt  I 0

rest 

máx

 Fdt  I 

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IMPACTOS O CHOQUESCOEFICIENTE DE RESTITUCION (e)

  

  

  

  

 

 

 

 

 A B

 A B

toacercamienrel 

oalejamient rel 

def  

rest 

vv

vv

v

v

 Fdt 

 Fdt 

 I 

 I e

máx

máx

''

ImpactodeLínea.

.

0

I.A.

COLISIÓN

I.D.

Ejemplo

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IMPACTOS O CHOQUESCLASIFICACIÓN DE IMPACTOS SEGÚN “e”

TIPO e RELACION DEIMPULSOS

ENERGIA

ELASTICO 1 Irest= Idef  Eperdida = 0

INELASTICO 0<e<1 Irest< Idef  Eperdida ≠ 0

PLASTICO 0 Irest = 0 Eperdida= Emaxima

En el impacto plástico Los cuerpos viajan juntos

después de la colisión

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IMPACTOS O CHOQUESANALISIS DEL IMPACTO OBLICUO Y CENTRAL

FA/BFB/A

 A A vm

 B B vm

'

 A A vm

' B B vm

..,

..,

 D I nii A I 

nii   vmvm   '

,

'

,,   )()()()( n B Bn A An A A A A   vmvmvmvm  

Para el sistema

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IMPACTOS O CHOQUESANALISIS DEL IMPACTO OBLICUO Y CENTRAL

FA/BFB/A

 A A vm

 B B vm

'

 A A vm

' B B vm

    ..,..,

0

/0  A I t  A A D I t  A A

t  A B   vmvmdt  F   

..,..,  A I t  A A D I t  A A   vmvm     ..,..,  A I t  A D I t  A   vv  

Individualmente “A”

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IMPACTOS O CHOQUESANALISIS DEL IMPACTO OBLICUO Y CENTRAL

FA/BFB/A

 A A vm

 B B vm

'

 A A vm

' B B vm

    ..,..,

0

/0  A I t  B B D I t  B B

t  B A   vmvmdt  F   

..,..,  A I t  B B D I t  B B   vmvm     ..

,..

,  A I t  B D I t  B   vv  

Individualmente “B”

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Ejemplo:

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Ejemplo: La pelota de 2 kg de masa es lanzada contra un bloque suspendido de

20kg con una velocidad de 4m/s. si el tiempo de impacto entre la pelota y el bloque

es 0.005 s, determinar la fuerza ejercida sobre el bloque durante este tiempo y la

altura “ h” hasta la cual sube éste (e=0.8).

¿Cual es el valor de esta fuerza y de “h” si la pelota penetra sin salir del bloque ?

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Ejemplo: Dos discos A y B cada uno con un peso de 2 lb están mostradas con sus

velocidades iniciales mostradas justo antes de colisionar. Si el coeficiente de

restitución es e = 0.5, determinar sus velocidades justo después del impacto.

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Ejemplo:

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Ejemplo

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Ejemplo: El bloque de 3 kg de masa es soltado desde el reposo en la posición

angular de 60º que se muestra y a continuación golpea el carro de 1 kg. Si el

coeficiente de restitución de la colisión es de e =0.7, Determinar el máximo

desplazamiento “s” de B mas allá del punto C. Despreciar la fricción.