Informe Laboratorio 3.2

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS EXACTAS MECATRONICA

Física 1 LABORATORIO No 3.2 COLISIONES ELASTICAS REALIZADO POR: Vinicio Chuui! O"#an$o Ros%"o DOCENTE: In&. 'n&%# (##oa FECHA:

20/11/2013

Resumen Esta práctica intuitiva de colisiones elásticas tuvo como objetivo principal demo demost stra rarr el coef coefci cien ente te de resti estitu tuci ción ón entr entre e obje objeto tos s de die dierrente entes s materiales y como el mismo, varía dependiendo de los materiales que se usen. A más de eso se busca demostrar los tipos de choques que existen, y demostrar como en los cuerpos varía la velocidad con la que llean al choque y con la que salen del mismo, dependiendo de la masa que tena cada uno de los cuerpos.

Abstract  !his practice elastic collisions intuitive main objective "as to demonstrate demonstrate the coe#cient o restitution bet"een objects o di$erent materials and ho" it vari varies es depe depend ndin in  on the the mate materi rial als s used used.. %or %ore than than that that see& see&s s to demonstrate the types o collisions exist, and demonstrate ho" the bodies varies the speed at "hich they arrive "ith shoc& and comin out o it, dependin on the mass held by each o the bodies.

1. Tema: “Colisiones 2. Obet!"#s: '

' '

elásticas”

Anali(ar como determinar el )oefciente de *estitución de dos cuerpos que colisionan elásticamente y comprobar el +rincipio de la )onservación de )antidad de %ovimiento lineal y la )onservación de la Enería )intica en el choque elástico. -dentifcar los tipos de choques existentes entre cuerpos. %edir con el dinamómetro la uer(a de tracción y la normal del cuerpo en una superfcie hori(ontal y con velocidad constante para dierentes pesos.

3. Marc# te$r!c#: )uando dos cuerpos chocan, sus materiales pueden comportarse de distinta manera sen las uer(as de restitución que acten sobre los mismos. /ay materiales cuyas uer(as restituirán completamente la orma de los cuerpos sin haber cambio de orma ni enería cintica perdida en orma de calor, etc. En otros tipos de choque los materiales cambian su orma, liberan calor, etc., modifcándose la enería cintica total. 0e defne entonces un coefciente de restitución 123 que evala esta prdida o no de enería cintica, sen las uer(as de restitución y la elasticidad de los materiales.

45163, 47163 8 4elocidades de los cuerpos 5 y 7 antes del choque 4713, 4513 8 4elocidades de los cuerpos 5 y 7 despus del choque 2 es un nmero que varía entre 6 y 5. 0i 2 8 6 choque perectamente inelástico 0i 69295 choque semielástico 0i 2 8 5 choque perectamente elástico

C%#&ue 'er(ectamente e)*st!c# En los choques perectamente elásticos, además de la cantidad de movimiento, tambin se conserva la enería cintica total del sistema.  !ambin se conservan las ormas de los cuerpos y no hay enería perdida por ro(amiento, calor, etc. El coefciente de restitución en este tipo de choques vale 5. 2 8 5 Ec 5163 : Ec7163 8 Ec513 : Ec713 2 8 )oefciente de restitución Ec5163, Ec7163 8 Enería cintica inicial de los cuerpos 5 y 7 Ec513, Ec713 8 Enería cintica fnal de los cuerpos 5 y 7

C%#&ue 'er(ectamente !ne)*st!c# El choque perectamente inelástico se da cuando ambos cuerpos quedan peados, teniendo una sola masa lueo del choque. Al haber un cambio de orma no se conserva la enería cintica de los cuerpos. El coefciente de restitución en este tipo de choques vale 6. 286

C%#&ue sem!e)*st!c# En la mayoría de los casos reales actan uer(as que no restituyen completamente las ormas, habiendo prdidas de enería cintica. Esto es cuando 2 tiene valores mayores que 6 y menores que 5. En ese caso decimos que el choque es semielástico.

+. E&u!'#s , Mater!a)es: ' ' ' ' ' ' ' ' ' '

Aparato para determinar el )oefciente de *estitución. )arril de aire, 0oplador. Aerodesli(adores. Arrancador mecánico. !ope. ;arreras otoelctricas contadoras. +esas. %aterial de montaje. -nterase, )omputadora, 0ot"are %easure. %etro.

-. Pr#ce!m!ent# e )a 'r*ct!ca: •

•

•

tempori(ador?contador. procesosC m58m7 m5Dm7 m59m7 Estos movimientos son reistrados por la computadora. Anote los datos de rapide( y masa de cada aerodesli(ador para desarrollar su inorme.

. Tabu)ac!$n e Dat#s:

011002 3+ Ca9 7 a # m Reb % #te 1 m Ca9 7 a 1 m Reb % #te 2 m Ca9 7 a 2 m Reb % #te 3 m

03223 0; Ca9 7 a # m Reb % #te 1 m Ca9 7 a 1 m Reb % #te 2 m Ca9 7 a 2 m Reb % #te 3 m

MATERIA: ACEROACERO e456%/7 e456%/7 e456%/7 8 8 8 6,> FG 6,> 6,HI76I >H HG5 6,> >H 6,7 6,H>57 HG 5I 6,7 HG 6,7 6,JF7JF 7G 5I

6,> FG 6,> 6,HGI65 >G 77G 6,> >G 6,7 6,H6IF> FG JF 6,7 FG 6,7 6,J7JI 6G JHG

6,> FG 6,> 6,HG75F >7 J5 6,> >7 6,7 6,H6I5> F7 H7J 6,7 F7 6,7 6,JFJ 56 JFJ

MATERIA: FG 6,> 6,H>6FI 7G FJG 6,> 7G 6,5 6,FF>FH HG H>I 6,5 HG 6,5 6,H5HG> G I6

6,> FG 6,> 6,HGFJ> > F>H 6,> > 6,7 6,H5GGH J5 H 6,7 J5 6,7 6,JFGF5 5I >HJ

6,> FG 6,> 6,H7FJJ 77 6H 6,> 77 6,5 6,FFJ5H HI F 6,5 HI 6,5 6,JJIFJ I> I5J

6,> FG 6,> 6,H>FH5 7H 757 6,> 7H 6,5 6,>J5H >G II 6,5 >G 6,6 6,FH5FG JG JGH

ANTES DE A COISI=N m1 Ener@9a C!nt!ca Err#r 6B8 Cant!a e M#"!m!ent#

e456%/7 8

FG 6,> 6,H5FF> 5I H5 6,> 5I 6,5 6, G F 6,5 G 6,6 6,J5HG6 HG FGI

DESP>?S DE A COISI=N < 2

m1

>1

m2

6,76H 6,J 6,757 6,76H 6,6 6,757 5 7 I 6 5 G I 6,6F67HHG7 6,6I6FI7H6I 7F,J6G6G5 6,5F5G7

6,5IGHJH

>2 6, H

Err#r 6B8

H,6F>FI7

ANTES DE A COISI=N m1

?S DE A COISI=N < 2

m2

m1

>1

m2

>2

6,G6H 6, 6,757 6,G6H 6,5 6,757 5 7 I 6 5 7 I 6,6FJ7H67 6,6IHG55GI 5,5>>FJF

Ener@9a C!nt!ca Err#r 6B8 Cant!a e M#"!m!ent# Err#r 6B8

6,7I>G7

6,F F

6,757F5F 5,5>GHG55

ANTES DE A COISI=N m1

?S DE A COISI=N < 2

m1

>1

m2

>2

6,76H 6,J 6,G57 6,76H 6,5 6,G57 5 G I 6 5 7 I 6,I 6,6F>FF6GJ 6,6I>6J67 7J,6>>>H5

Ener@9a C!nt!ca Err#r 6B8 Cant!a e M#"!m!ent# Err#r 6B8

6,5FIGG

6,7>5>G7 '>5,F56F>>6F

. Pre@untas: A. u e')!cac!$n (9s!ca t!ene e) C#ec!ente e

Rest!tuc!$n.  !iene que ver con las velocidades que tienen los objetos, antes de que estos colisionen hasta despus del momento que colisionan@ la rapide( y enería cintica están completamente relacionadas al coefciente de restitución, el mismo que representa o no la prdida de enería cintica sen las uer(as de restitución y elasticidad de los materiales. El coefciente de restitución se encuentra tambin relacionado con la deormación que tienen los cuerpos al momento de impactar y la capacidad que tienen para volver a su orma normal.

F. Rea)!ce e) an*)!s!s necesar!# &ue ust!&ue &ue: e=

√

h  H 

C. Determ!ne )a e'res!$n @enera) e) c#ec!ente e rest!tuc!$n )ue@# e n reb#tes.

D. P#r &u e) c#ec!ente e rest!tuc!$n e'ene e) mater!a) e )#s cuer'#s &ue c#)!s!#nan. +orque dependiendo del material, existirá una mayor o menor prdida de enería y por ende la rapide( de subida cambiará así como tambin la enería potencial que tena el sistema cambiará y como la masa y la ravedad son constantes, lo nico que podrá variar será la altura que alcance el cuerpo.

E. Se %a c#nser"a# )a ener@9a c!nt!ca e) s!stema en estas e'er!enc!as.

En la primera experiencia no existe una conservación de la enería cintica pues el valor obtenido como coefciente de restitución es distinto de uno, esto indica que las velocidades antes y despus de los choques han variado, por lo tanto no se ha conservado la enería cintica. En la seunda experiencia, donde las masas son iuales, si existió una conservación de la enería cintica pues los cuerpos son en teoría iuales y al colisionar, la velocidad con la que saldrán será la misma, por lo tanto el choque se defnirá como perectamente elástico. En la tercera y cuarta experiencia, donde m5 es mayor a m7 y donde m7 es mayor que m5 respectivamente, la enería cintica no se conserva pues aquí los choques no son perectamente elásticos, por ende existen notables variaciones en su enería.

G. C#ns!era &ue e) Pr!nc!'!# e C#nser"ac!$n e Cant!a e M#"!m!ent# )!nea) se %a em#stra#

0i ya que tuvimos las masas que eran constantes y nos encontrábamos trabajando con velocidades tambin constantes, se puede indicar que se ha conservado la cantidad de movimiento lineal.

 •

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•

•

C#nc)us!#nes , rec#menac!#nes: 0e puede calcular el coefciente de restitución en el rebote de un cuerpo mediante la altura que desciende y la que alcan(a. 0i las masas son iuales, los cuerpos mantienen un choque perectamente elástico. 0i existe una dierencia entre las masas, al momento del impacto, la de menor masa tendrá una velocidad menor que la de mayor masa. %ediante choques se puede demostrar el principio de conservación de cantidad de movimiento lineal.



F!b)!#@ra(9a:

httpC??""".fsicapractica.com?tipos'choque.php )ollee +hysics, *aymond A. 0er"ay, Kerry 0. Auhn, sexta edición, 766I. httpC??""".fsicapractica.com?coefciente'restitucion.php



Ane#s: