“Año de la Integración Nacional y el Reconocimiento de Nuestra Diversidad”

FACULTAD : INGENIERIA ELECTRÓNICA Y MECATRÓNICA

CURSO : LABORATORIO DE FISICA I PROFESOR : Sanchez Burgos , Jeffery Nelson INFORME Nº : 4

TEMA : Colisiones en dos dimensiones

INTEGRANTE : Reyes Cconislla , Marco Antonio (experiemnto grupo B 11:20 – 1:00 pm )

Objetivos:

- Comprobar experimentalmente el Principio de Conservación delmomento lineal.- Determinar la energía de un sistema antes y después de unchoque entre dos cuerpos.- Comprobar la validez de la Tercera Ley de Newton. Materiales:

- Una rampa acanalada de lanzamiento- Dos esferas de acero (blanco y negro), 1,5 cm- Una regla graduada 1m, 1/1000 m- Dos hojas de papel cuadriculado tamaño oficio- Dos hojas de papel carbón- Una balanza, 1/1000 g- Una plomada- Una prensa (Clamp)- Una Cinta adhesiva- Un calibrador vernier, 25 cm, 1/50 mm- Un transportador, 360º, 1/360º

Temas necesarios o aplicados en este experimento :

Movimiento Rectilíneo Uniforme, Movimiento Parabólico, Segunda Ley denewton, Conservación de la Energía, Momentos, Colisiones, Coeficiente deRestitución.

Fundamento teorico:Se llama choque, colisión ó impacto, a cualquier interacción breve entrepartículas ó cuerpos que dé como consecuencia una variación finita desus velocidades en un intervalo de tiempo muy corto.

En los sistemas de cuerpos que chocan, las fuerzas de choque sonfuerzas internas que alcanzan valores extraordinariamente grandes y dacomo resultado que sus impulsos sean mucho mayores que losimpulsos de todas las fuerzas externas aplicadas al sistema durante elmismo intervalo de tiempo; por eso se pueden despreciar la influenciade las fuerzas externas y considerar al sistema de cuerpos que chocan

como un sistema aislado, en el que se cumple el Principio de

Conservación de la energía.Además los momentos lineales de los cuerpos antes y después delchoque corresponden a distancias bastantes grandes entre ellas, por loque es posible despreciar la energía potencial.

El principio de conservación del momento lineal, establece que "El momento lineal de un sistema aislado de partículas referido a un marco inercial dereferencia no varía con el tiempo". es el momento lineal total del sistema, entonces:Consideremos una esfera incidente de masa i m que experimenta unchoque bidimensional con una esfera blanco de masa b m , inicialmenteen reposo.

Con todos estos datos podemos proyectar la colisión de las canicas las cuales podemos verificar experimentalmente de manera cuantitativa el principio de Conservación del momento lineal; si determinamos las masas, velocidades y ángulos de la esfera incidente y la esfera blanco inmediatamente antes e inmediatamente después del choque.

Tambien observamos que las proyecciones de los movimientos de la esferaIncidente y la esfera blanco después del choque, las mismas que son trayectorias parabólicas, aparecen indicados como los segmentos de rectas AB y CD lo cual se ilustra en mejor forma en la figura anterior .Notamos que al producirse el choque, los desplazamientos horizontales no tienen el mismo origen.

Proyección después del choque :Para determinar la posición del punto A, prolongue el segmento CD una distancia igual a la suma de los radios de las esferas incidente y blanco. En una buena disposición, el punto A se ubicara exactamente sobre la bisectriz del papel .

Procedimiento:1. Instalar el equipo elegir un puntoalto de la rampa como punto de lanzamiento. La bola incidente se soltará siempre desde este punto.

2. Con la balanza determinamos las masas de las esferas , como esfera incidente y esfera blanco.

3. Con la plomada determinamos la posición del punto C sobre el papel, el cual corresponde a la posición inicial de la esfera blanco .

4. Medimos la distancia vertical h desde la posición donde se producirá el choque al piso.

5. Sin poner la esfera blanco, sueltamos desde el punto elegido en la rampa la esfera incidente y con el punto de impacto en el papel

6. Colocamos la esfera blanco en el tornillo de soporte y luego sueltamos la esfera incidente de tal forma que se produzca un choque bidimensional. Marcamos los puntos B y D .

7. Con el transportador medimos los con la bisectriz del papel .

8. Con el calibrador vernier determinamos los radios de la esfera incidente y la esfera blanco respectivamente.

ActividadTABLA N° 1

Nº xi(m) ui(m.s-1) xi‘(m) ui‘(m.s-1) xb(m) ub(m.s-1) θi(º) θb(º)

1 28.9 9.36 15.9 5.15 23.2 7.51 55.5 25.5

2 29.1 9.42 14.7 4.76 24.3 7.87 55.0 30.0

3 28.8 9.32 15.5 5.02 24.5 7.93 54.5 29.0

4 28.6 9.26 15.7 5.08 24.2 7.84 54.0 28.0

5 29.2 9.45 16.0 5.18 25.1 8.13 54.5 31.0

h ± ∆ h=47.7 m

Cálculos: Caso 1:

ui=√ 102∗47.7

∗28.9 u'i=√ 10

2∗47.7∗15.9 ub=√ 10

2∗47.7∗23.2

ui=9.36 u'i=5.15 ub=7.51

Caso 2:

ui=√ 102∗47.7

∗29.1 u 'i=√ 102∗47.7

∗14.7 ub=√ 102∗47.7

∗24.3

ui=9.42 u 'i=4.76

ub=7.87

Caso 3:

ui=√ 102∗47.7

∗28.8 u 'i=√ 102∗47.7

∗15.5 ub=√ 102∗47.7

∗24.5

ui=9.32 u'i=5.02 ub=7.93

Caso 4:

ui=√ 102∗47.7

∗28.6 u'i=√ 10

2∗47.7∗15.7 ub=√ 10

2∗47.7∗24.2

ui=9.26 u'i=5.08 ub=7.84

Caso 5:

ui=√ 102∗47.7

∗29.2 u'i=√ 10

2∗47.7∗16 ub=√ 10

2∗47.7∗25.1

ui=9.32 u'i=5.02 ub=7.93

Conclusiones :

Con este trabajo analizamos como se mueven los objetos de manera circular, movimientos que nos acompañan desde la formación del universo como son el movimiento de traslación y rotación de los planetas, hasta el simple rotar de las ruedas de los autos. Para poder analizar y comprender este tipo de movimiento primero necesitamos información, la cual la estudiamos, y probamos, haciendo una serie de experimentos.

Recomendaciones: Mantener constante la fuerza que aplicamos al modulo de giro, para así

obtener un valor de fuerza y una aceleración con menor margen de

error.

Tratar en lo posible que el péndulo y la barra indicadora estén de

manera colineal al momento de los giros.