¡Descarga Colisiones en 2D: Demostración de Conservación de Momento y Energía - Prof. Montecinos y más Apuntes en PDF de Física solo en Docsity! Alejandra Valeria Alave Quea COLISIÓN EN DOS DIMENSIONES Alave COLISIÓN EN DOS DIMENSIONES 1. OBJETIVO 1.1.OBJETIVO GENERAL Demostrar el comportamiento de colisiones en dos dimensiones. 1.2.OBJETIVOS ESPECÍFICOS - Verificar la conservación de la cantidad de movimiento lineal en una colisión en dos dimensiones. - Verificar si, en esa colisión, la energía cinética se conserva. 2. FUNDAMENTO TEÓRICO En la Figura 1 se representan dos esferas antes y después de colisionar. La esfera m1 choca oblicuamente con la esfera m2 que se encuentra en reposo y, después de la colisión, las esferas se mueven en direcciones diferentes. En el plano de la colisión (horizontal) no existen fuerzas externas sobre las esferas; por tanto, la cantidad de movimiento lineal debe conservarse en ese plano. La cantidad de movimiento inicial del sistema es Pi = Pii (1) siendo Pi = m1v0 (2) y la cantidad de movimiento final del sistema es Pf = Pxi + Pyj (3) y debe cumplirse que Pi =Pf (4) Entonces, igualando (1) y (3) se concluye que, en el eje x, Pi = Px (5) siendo Px = P1x = P2x = m1v1x + m2v2x (6) y en el eje y, 0 = Py = P1y + P2y (7) o sea, P1y =-P2y (8) 0 v 1 y v1 x 1 v 2 x 2 y 2 v m 1 m 2 i j v v v Figura 1 Alave 0,969 0,934 9,78 vo=D∗√ g 2H =2.217 m s 4.2. Calcular v1x, v1y, v2x y v2y con los promedios de x1, y1, x2 y y2 de la Tabla 2 y las ecuaciones (11) y (12). x1 x2 y1 y2 promedio 0,517 0,271 1,357 0,427 v1 x=x1∗√ g 2H =1.183 m s v2 x=x2∗√ g 2H =0.62 m s v1 y= y 1∗√ g 2H =3.105 m s v2 y= y 2∗√ g 2H =0. 977 m s 4.3. Calcular Pi y Px con las ecuaciones (2) y (6). Calcular la diferencia porcentual de Px respecto de Pi . Pi=m1∗vo Pi=0.0656∗2.216=0.145 P x=m1∗v 1x+m 2∗v2 x=0.089 0.145−0.089 0.145 ∗100%=38% 4.4. Calcular P1y y P2y con las ecuaciones (9.a) y (9.b). Calcular la diferencia porcentual de -P2y respecto de P1y . P1 y=m1∗v 1 y=0.204 P2 y=m2∗v 2 y=0. 018 0.145−0.0183 0.145 ∗100%=91.03% 4.5. En un diagrama a escala representar los dos vectores cantidad de movimiento de las esferas después de la colisión y obtener el vector suma en forma gráfica. En el mismo diagrama representar el vector cantidad de movimiento lineal de la esfera incidente antes de la colisión. Alave 4.6. Calcular la energía cinética del sistema antes de la colisión, Ki , y la energía cinética del sistema después de la colisión, K f . Calcular la diferencia porcentual de K f respecto de Ki. 5. CUESTIONARIO 5.1. En la colisión de este experimento, ¿se verificó que la cantidad de movimiento lineal se conserva en el eje x? Explicar. Se postula que si se debe conservar la cantidad de movimiento en el eje x ya que no actúan fuerzas externas. Pero al realizar cálculos obtuvimos un valor diferencial de más de un 30% lo indicaría que hubo errores al realizar las medidas, experimento o cálculos. 5.2. En la colisión de este experimento, ¿se verificó que la cantidad de movimiento lineal se conserva en el eje y? Explicar. Según los cálculos realizados obtuvimos un valor diferacial porcentual al 91% lo cual indicaría que no se conserva. 5.3. En la colisión de este experimento, ¿se verificó que la energía cinética se conserva? Explicar. 5.4. La colisión de este experimento fue ¿elástica o inelástica? ¿Era lo esperado? Explicar. Alave 5.5. En este experimento, ¿es totalmente correcto el procedimiento propuesto para medir las componentes de los alcances de las esferas después de la colisión? Explicar. Me parece correcto el procedimiento, así obtenemos datos que facilitaran la obtención de datos, así mismo tener una mejor gráfica y comprensión. 6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES En este laboratorio pudimos comprender de manera experimental el como se manifiesta las colisiones en dos dimensiones. Concluimos que la conservación de la cantidad de movimiento en el eje horizontal se debe a la participación solamente de fuerzas internas. También que si se conserva la cantidad de movimiento inicial y final en colisiones en dos dimensiones. 7. BIBLIOGRAFÍA - FÍSICA EXPERIMENTAL MANUEL R. SORIA R.
