“Choque Bidimensional”
Material y equipo
Un aparato para producir choques.
Dos esferas solidas, una de vidrio y otra de acero.
Una plomada.
Regla graduada en mm
Un pliego de papel bond
Dos hojas de papel carbón.
Dos escuadras (las traera el alumno
Una balanza
Transportador de angulos.

Analisis de resultados
Datos
H= 0.991m
mA= 0.008
mB= 0.0164

1- Mida los deslazamientos horizontales

Sin choque (equivalente antes del choque):

61 cm. 5º
(Magnitud) (Dirección con respecto al eje x)


Y después del choque:

29.9 cm. 52º
(Magnitud) (Dirección con respecto al eje x)

26.3 cm 29.5º
(Magnitud) (Dirección con respecto al eje x)

2- Con el valor de la altura H y mediante la expresión , calcule el tiempo de caída de las esferas (g=9.78 )
Siendo H= 99.1 cm.







=0.45 s

3- Obtenga la magnitud de las velocidades horizontales de las esferas:

Sin choque (equivalentes a antes del choque):






Después del choque









4- Calculo de la cantidad de movimiento para cada esfera:
Formula de la cantidad de movimiento


Sin choque (equivalentes a antes del choque):
Siendo mA = 8.00 g , mB = 16.4 g


5º

-13.8

Después del choque


52º


29.5º

5- Calculo de loscomponentes rectangulares de la cantidad de movimiento

Sin choque (equivalentes a antes del choque):



0 kg x m/s

Después del choque


9.763302055x

6- Suma de Vectores de la cantidad de movimiento antes y después del choque.

7- Calculo de la energía cinética de las esferas.

Sin choque (equivalentes a antes del choque):





7.3441 J
0 J

Después del choque


1.7424 J



3.8364192 J

8- Calculo de la energía cinética del sistema formado por las dos esferas:

Antes del choque
K1 = KA1+KB1 = 7.3441 J+ 0J
K1= 7.3441 J

Después del choque

K2= KA2+KB2= 2.656 J +4.7888 J

K2= 6.1712032 J

CUESTIONARIO
Conteste el siguiente cuestionario basandose en los resultados obtenidos

a) Calcule la cantidad de movimiento del sistema un instante antes y la cantidad de movimiento un instante después, comparelas. Si hay diferencias, explique a que se debe
P1 = +PB1
+0 =

P2=PA2+PB2
= =0.014792
Existe una mínima diferencia, obviando los agentes externos concluimos que la cantidad de movimiento lineal total de este sistema no cambia a efectos de la colisión.

b) Calcule el porcentaje de energía cinética que se conserva en el sistema después del choque.
Energía cinética perdida y conservada:
La variación de energía cinética es la diferencia entre las energías cinéticas de ambos cuerpos antes y después del choque:ΔEc = (Ec’1 + Ec’2) – (Ec1 + Ec2)
7.3441 J+0J – (6.1712032 J)
=-1.1728965x (energía cinética perdida)

Se define fracción de energía perdida al cociente de la variación de energía cinética entre la energía cinética inicial:




=
=-0.159705995J


= 0.840

c) Explique qué sucedió durante el choque, en términos de energía cinética.
En el caso de choques elasticos, la energía cinética previa al choque se mantiene como tal después de él. Los choques elasticos son una idealización, en la realidad sólo se producen choques parcialmente elasticos: una parte de la energía se pierde en forma de calor o deformación y otra parte se mantiene como energía cinética

d) ¿Cómo clasifica este choque elastico o inelastico? Explicar
En un choque siempre se cumple el principio de conservación de la energía y la ley de conservación de la cantidad de movimiento En el caso de choques inelasticos, toda la energía puesta en juego en el choque se transforma en calor o deformación y no se recupera para el movimiento.
La ley de conservación de la energía establece que la energía de cualquier sistema que no interaccione con agentes externos a él es invariable con el tiempo aunque se transforme en otras formas de energía. Es decir, la energía no se crea ni se destruye, sino que se transforma y perdura.
Según la ley de conservación de la cantidad de movimiento, en un sistema en el que no actúa ninguna fuerza, el momento lineal se conserva. De hecho, la 2ª ley de Newton establece que lafuerza es la variación de momento lineal con respecto al tiempo. Si dicha fuerza es cero, el momento es necesariamente constante. Ésta es una ley general de la física y se cumple independientemente de que la colisión sea elastica o inelastica, bajo la restricción de que no actué ninguna fuerza externa al sistema.

e) Al comparar la suma grafica de las cantidades de movimiento lineales de las esferas después del choque (ΔP2) con la cantidad de movimiento lineal antes de del choque (ΔP1) y tomando en cuenta las limitaciones del equipo utilizado. ¿Se puede afirmar que se conserva la cantidad de movimiento lineal? Explíquelo en base a los resultados. Adjunte sus diagramas vectoriales.
En los choques elasticos no se conserva solamente la energía. También se conserva la cantidad de movimiento. La cantidad de movimiento se conserva en cualquier tipo de choque.
Quiere decir que si antes del choque el sistema tiene una cantidad de movimiento de 50 N.S, después del choque también tendra que haber una cantidad de movimiento de 50 N.S.
Es decir, la suma de las cantidades de movimiento antes del choque tiene que ser igual a la suma de las cantidades de movimiento después del choque. Este planteo es el mismo que se hace cuando el choque es plastico.

f) Calcule el impulso experimentado por la esfera A tomada como partícula (JA) y también el de la esfera B, tomada como partícula (JB) durante el choque. Exprese el resultado utilizando vectores unitarios indique las unidades de cada uno.
JA=
JB=