Colisiones

Practica # 2. Fısica De MaterialesDepartamento de Ciencias Basicas

Universidad Santo Tomas(Dated: 13 de enero de 2015)

I. OBJETIVO

Verificar experimentalmente la Conservacion del mo-mentum durante una colision e identificar tipos de coli-siones

II. APLICACION COTIDIANA

Cantidad de movimiento

En un simple juego de billar, sin importar que tan com-plicado sea el desplazamiento de las esferas y sus colisio-nes, la cantidad de movimiento se conserva. Cuando lasbolas ademas de desplazarse rotan su cantidad de mo-vimiento tambien se conserva aunque el analisis es mascomplicado. La conservacion de la cantidad de movimien-to se encuentra en todas partes, en un juego de bolos don-de las bola chocan con los pinos, al golpear con un marti-llo una puntilla, la propulsion de cohetes que se muevenen el espacio, los choques entre vehıculos, las colisiones aescala subatomica, incluso en el desplazamiento de fluidosa traves de tuberıas. En esta practica se mostrara como seconserva la cantidad de movimiento durante una colisionfrontal y una clasificacion de tales colisiones.

III. ELABORACION DEL MARCOCONCEPTUAL

Con base en las lecturas propuestas en la bibliografıa[1],[2],[3], resuma el tema y resuelva en la bitacora pre-viamente a la clase.

IV. CUESTIONARIO

1. ¿Que es la cantidad de movimiento?

2. ¿Que condiciones debe satisfacerse para que se con-serve la cantidad de movimiento?

3. Un bloque de masa m1 = 0, 350kg se mueve con unavelocidad de 0, 85m/s a la derecha sobre un riel. Es-te colisiona con un bloque de masa m2 = 0, 350kg.El bloque m1 se detiene y el bloque m2 se mueveen el sentido en el que m1 estaba moviendose. Sila friccion es despreciable, ¿Cual es la velocidad dem2?

4. Un bloque de masa m1 = 0, 200kg se mueve con unavelocidad de 0, 750m/s a la derecha. Este colisionacon un bloque de masa m2 = 0, 400kg. El bloquem1 rebota y se mueve a la izquierda con una rapidezde 0, 250m/s ¿cual es la velocidad de m2 despuesde la colision? Calcule la energıa cinetica antes ydespues de la colision. Identifique el tipo de colision.

V. PRACTICA EXPERIMENTAL

Los deslizadores cuentan con un soporte que sostieneuna tarjeta, que sera registrada por el sensor Cassy, yun sistema de imanes que permitira diferentes tipos decolisiones.

1. Usando una balanza determine la masa de los des-lizadores, la masa debe ser aproximadamente igual.

2. Mida la longitud de la tarjeta que soporta cadadeslizador.

3. Ajuste el sistema de imanes para que la colision seacompletamente inelastica figura1.

Figura 1. Colision completamente inelastica

4. Ubique los deslizadores sobre el carril de aire, unoen reposo entre los sensores y el otro deslizador enun extremo del carril junto al disparador de caucho.

5. Al ser disparado el deslizador atraviesa el sensornumero uno, el sistema Cassy Lab registrara eltiempo de que tarda en pasar la tarjeta.

2

6. Los deslizadores colisionan entre los sensores y sedesplazan hacia el sensor numero dos que regis-trara el tiempo que tarda en pasar cada una delas tarjetas despues de la colision.

7. Con el registro de los tiempos calcule las velocida-des antes y despues de la colision.

8. Cambie la configuracion de los imanes usando laarandela, de manera que despues de la colision losdeslizadores no queden unidos como en la figura 2.

9. Con los valores de las velocidades determine lascantidades de movimiento totales antes y despuesde la colision.

10. Calcule el cambio de la energıa mecanica del siste-ma en cada colision.

Figura 2. Colision

[1] Serway, R.A. y Jewett, J.J, Fısica para ciencias e in-genieria, septima edicion, Cengage learning, Mexico, DF,2011, Pags.227-243

[2] Ohanian, H.C. y Markert, J.T, Fısica para ingenieriay ciencias, tercer edicion, McGraw-Hill, Mexico, DF, 209,Pags.109-124

[3] Sears, F. W. , Zemansky, M.W y Young, H.D,Fısi-ca Universitaria, decimo primera edicion, Pearson Educa-cion, Mexico, DF, 2011, Pags.339-354