Choque Elastico 4f5u61

CHOQUE ELASTICO E INELASTICO.

ANDRES FELIPE MATHEUS. Cod.2136094

PROFESOR: EVER SACHICA.

UNIVERSIDAD SANTO TOMAS. FISICA MECANICA. TUNJA 2012.

INTRODUCCION

En este trabajo se buscara explicar lo q es un choque elástico, de una forma muy general pero concisa y explicita, este fenómeno es realmente interesante porque dependiendo de las circunstancias la reacción será diferente, lo cual lo convierte en un fenómeno que vale la pena estudiar y observar. Los factores más determinantes sobre este fenómeno son el peso y la velocidad con que se impactan. Se denomina choque elástico aquel en el que la energía mecánica permanece constante

OBJETIVOS

GENERAL: El objetivo de este experimento es verificar las leyes de conservación de la energía y de la cantidad de movimiento en procesos de choques elásticos, para esto se estudiara la relación entre tiempo y espacio entre dos carritos ., en un carril de aire, concretamente de las variaciones en la energía cinética y cantidad de movimiento que experimentan dos cuerpos de igual o distinta masa ESPECIFICOS -

Determinar el choque elástico de un cuerpo que este en movimiento contra otro que esta en reposo. Definir el choque elástico entre dos cuerpos.

MARCO TEORICO

-CHOQUES ELASTICOS: La conservación de la cantidad de movimiento encuentra su mayor aplicación en el estudio de la interacción, en las cueles dos o mas cuerpos ejercen mutuamente fuerzas muy grandes que duran, sin embargo un intervalo de tiempo muy pequeño. -CHOQUE O COLISION: es un proceso en el que dos cuerpos interaccionan en un intervalo de tiempo muy breve. 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 elásticos, la energía cinética previa al choque se mantiene como tal después de él. La velocidad de los planeadores se obtendrá haciendo el cociente entre la longitud de la placa y el tiempo que ésta tarda en pasar por una célula fotoeléctrica. -RIEL DE AIRE: El Riel de Aire es un aparato de laboratorio utilizado para estudiar las colisiones en una dimensión. El riel consta de un tubo de sección transversal cuadrada con una serie de perforaciones por las que sale aire a presión. Sobre el riel se colocan carros que se deslizan sobre un colchón de aire que se forma entre el riel y el carro. Los carros se mueven en esencia sin fricción. Sobre los carros se colocan pesos para experimentar el choque de objetos de diferente masa.

-METRO: Es un instrumento de medición con la particularidad de que esta construido en chapa metálica flexible debido a su escaso espesor dividida en unidades de medición y que se enrolla en espiral dentro de una carcasa metálica o plástico-

CONCLUSIONES

- En esta práctica hemos estudiado las leyes de conservación de la energía y el momento lineal en choques de carritos a partir de la medida de sus velocidades antes y después del choque. - podemos concluir que el experimento ha cumplido el objetivo de estudiar los choques elásticos- Cuando los planeadores tienen distinta masa la suma de la energía cinética de A y B después del choque es menor que la energía cinética de A antes del choque. -Newton descubrió que la gravedad es universal, que los cuerpos se atraen y que solo intervienen la masa y distancia.

RESULTADOS

- La primera vez que se realizó la experiencia observamos que el planeador A tras colisionar con B se paraba y unos instantes después retrocedía. - La variación del momento total no será cero , al haber rozamiento y este valor nos dará una idea de la influencia del mismo en nuestros resultados . - En el momento en que se lanza el carrito se ve que hay un rozamiento considerable que influirá en nuestros resultados. Cuantitativamente se observa la disminución de la velocidad en la tabla en las distintas medidas consecutivas de la velocidad. - Se mide una sola velocidad antes y después del choque en cada carrito para distintas velocidades iniciales y masas.

PROCESO

Como se ha indicado previamente uno de los carritos estará situado entre las dos puertas fotoeléctricas y el otro delante de la primera puerta. Se lanza el carrito que está delante de la primera puerta de forma que choque con el carrito que está entre ambas puertas y que ambos queden unidos tras el choque. Se medirá la velocidad con la que el primer carrito atraviesa la primera puerta fotoeléctrica y la velocidad con la que ambos carritos unidos pasan por la segunda puerta fotoeléctrica. Por tanto, es importante que la separación entre ambas puertas sea suficiente para hacer las medidas y que tras el choque ambos carritos queden unidos. -CALCULOS QUE DEBEN EFECTUARSE Para cada una de las experiencias realizadas: • Calcular el momento de cada móvil antes de la colisión y a partir de este valor, el momento lineal total inicial • Calcular el momento lineal total tras la colisión • Calcular el tanto por ciento de diferencia entre el momento total del sistema antes y después del choque ,Tener en cuenta que en todos los cálculos deben considerarse los errores de las medidas y propagación.

-ANALISIS CUALITATIVO En la curva graficada podemos observar que al variar las distancias el tiempo también varí ,es decir, que si disminuimos la distancia, el tiempo que tarda el deslizador en llegar a 0 también es menor. Al partir desde una distancia y tiempo mayor a menor, tenemos representada una grafica decreciente, lo que implica la disminución del tiempo y distancias

Para el desarrollo de este laboratorio es necesario el uso de estas dos formulas

- ½ m1 v01² + ½ m2 v02² = ½ m1 vF1² + ½ m2 vF2²

- Pt = P1+P2 =m1 v1 + m2 v2

- Pt´ =P1´ + P2´= m1 v1´+ m2 v2´

- E%

- V

------- ≤ 5%

-CHOQUE ELASTICO

1)

Calcule la V desarrollada por el primer carrito antes del choque.

-

t = 0.152s

- m = 10g t = 0.194s

- m =30g

t = 0.133s

- m = 50g

t= 0.22s

V = 0.65m/s

V = 0.51 m/s

V = 0.75 m/s

V = 0.45 m/s

2) Determine la velocidad desarrollada por el primer carrito después del choque.

- t =0.152

V´ = 2.25m/s

- t =0.194s

V´ = 2.49m/s

- t =0.133s

V´= 1.86 m/s

-

t =0.22s

V´= 2.47 m/s

3)

Determine la velocidad desarrollada por el Segundo carrito antes del choque. -

t = 0.152s

V = 0 m/s

- m = 10g t = 0.194s

m/s

- m =30g

t = 0.133s

m/s

t= 0.22s

m/s

-

m = 50g

4) Calcule la velocidad desarrollada por el segundo carrito después del choque.

- X = 0.1m t = 0.152s V2´ =2.25

- X =0.1m t =0.194s V´ = 2.49 m/s

- X = 0.1m

- X = 0.1m 22s V´= 2.47m/s

V´= 1.86 m/s

5) Mida la masa de los carritos.

M1 = 230g

M2 = 218.7g

M1 = 0.23kg

M2 = 0.218kg

6) Calcule la cantidad de movimiento antes del choque.

- V1= 0.65 m/s 0.14 kg m/s.

Q1 = 0.23kg x 0.65m/s = Q1 =

- V1= 0.51 m/s 0.11 kg m/s.

Q1 = 0.23kg x 0.51m/s = Q1 =

-

V1 = 0.75m/s 0.17kg m/s.

Q1 = 0.23kg x 0.75 m/s= Q1 =

-

V1 = 0.45 m/s 0.10 kg m/s

Q1= 0.23 kg x 0.45m/s = Q1 =

7) Calcule la cantidad de movimiento después del choque.

- Q2= m2 x v1 =

0.218kg x 0.65m/s = 0.14 kg m/s.

- Q2 =0.218 kg x 0.51 m/s = 0.11 kg m/s.

- Q2 = 0.218 kg x 0.75 m/s = 0.16 kg m/s.

- Q2 = 0.218 kg x 0.45 m/s = 0.09 kg m/s.

8) considerando la tolerancia al error itida del 5% ¿es posible afirmar que la cantidad de movimiento se conserve ?

-

x 100% E%= 0%

-

E%= 0%

E%= 5.88%

E%= 10%

9) Calcule la energía cinética antes del choque

-

Ec =0.04 J

-

Ec = 0.02 J

-

Ec = 0.06 J

-

Ec = 0.02 J

10) Calcule la energía cinética después del choque

-

Ec =0.04 J

-

Ec = 0.02 J

-

Ec = 0.06 J

-

Ec = 0.02 J

11) Considerando la tolerancia al error itida del 5%, ¿ es posible afirmar que la energía cinética se conservó?

-

x 100% E%= 0%

-

E%= 0%

E%= 0%

E%= 0%

-CHOQUE INELASTICO

1) Calcule la V desarrollada por el primer carrito antes del choque.

-

t = 0.21s

- m = 10g t = 0.20s

- m =30g

t = 0.23s

V = 0.47m/s

V = 0.5 m/s

V = 0.43m/s

2) Calcule la velocidad desarrollada por el segundo carrito después del choque.

- X = 0.1m t = 0.21s V2´ =2.49

- X =0.1m t =0.20s V´ = 2.5m/s

- X = 0.1m t=0.23s V´= 2.45m/s

3) ) Determine la velocidad desarrollada por el primer carrito después del choque.

- X = 0.1m t = 0.21s V2´ =2.49

- X =0.1m t =0.20s V´ = 2.5m/s

- X = 0.1m t=0.23s V´= 2.45m/s 4) ) Mida la masa de los carritos.

M1 = 222g

M2 = 224.8g

M1 = 0.22kg

M2 = 0.224kg

5) ) Calcule la cantidad de movimiento antes del choque.

- V1= 0.47 m/s 0.10 kg m/s.

Q1 = 0.22kg x 0.47m/s = Q1 =

- V1= 0.5 m/s 0.11 kg m/s.

Q1 = 0.22kg x 0.5m/s = Q1 =

-

6)

V1 = 0.43m/s 0.09kg m/s.

Q1 = 0.22kg x 0.43 m/s= Q1 =

Calcule la cantidad de movimiento después del choque.

- Q2= m2 x v1 =

0.224kg x 0.47m/s = 0.10 kg m/s.

- Q2 =0.224 kg x 0.5 m/s = 0.112 kg m/s.

- Q2 = 0.224 kg x 0.43 m/s = 0.09 kg m/s. 7) considerando la tolerancia al error itida del 5% ¿es posible afirmar que la cantidad de movimiento se conserve ?

-

x 100% E%= 0%

E%= 8.33%

E%= 0%

8) ) Calcule la energía cinética antes del choque

-

-

-

Ec =0.02 J

Ec = 0.02 J

Ec = 0.000891 J

9) calcule la energía cinética después del choque.

-

-

-

Ec = 1.37 J

Ec = 1.38 J

Ec = 1.33 J

MATERIALES

-

01 riel de 120 cm. 01 cronometro digital multifunción con fuente de CC de 12V. 02 sensores fotoeléctricos con soporte de fijación ( S1 y S2). 01 tope de carrera con roldana ranurada. 01 unidad de flujo de aire. 01 cable de alimentación tripolar de 1,5m. 01 manguera aspiradora de 1,5 pulgadas. 01 carrito para el riel de color negro. 01 carrito para el riel de carril negro. 03 tuercas mariposa. 07 arandelas lisas. 04 perillas de ajuste con tornillo de laton de 13 mm. 01 clavija para carrito con gancho. 02 barreras parachoques . 01 fijador en U parachoques. 01 tope de final de carrera con fijador en U para elástico.

CHOQUE ELASTICO

m

n

T1

T2

10g 30g 50g

1 2 3 4

0.151s 0.194s 0.129s 0.211s

0.153s 0.195s 0.137s 0.238s

Promedio t 0.152s 0.194s 0.133s 0.22s

CHOQUE INELASTICO m

n

T1

T2

10g 30g

1 2 3

0.203s 0.127s 0.145s

0.221s 0.284s 0.331s

Promedio t 0.21s 0.20s 0.23s

GRAFICAS CHOQUE ELASTICO:

X(m) VS V(m/s)

V(m/s) 1.5 1 0.5 0 -0.5

X(m) VS V(m/s) 0

0.5

1

1.5

2

2.5

-1

X(m)

-1.5

X(m) vs T(s) 1.5 1 0.5 0

X(m) vs T(s)

-0.5 0

0.5

1

1.5

2

2.5

-1 -1.5

X(m)

T(s) VS V(m/s)

V(m/s) 2 1.5 1 0.5

T(s) VS V(m/s)

0 -0.5 -1

0

0.5

1

1.5

2

2.5

T(s)

CHOQUE INELASTICO

X(m) vs T(s)

T(s) 1.5 1 0.5 0 -0.5

X(m) vs T(s) 0

0.5

1

1.5

2

2.5

-1 -1.5

X(m)

V(m/s) vs X(m)

V(m/s) 1.5 1 0.5 0 -0.5

V(m/s) vs X(m) 0

0.5

1

1.5

2

2.5

-1

X(m)

-1.5

T(s) vs V(m/s)

T(s) 1.5 1 0.5 0 -0.5

T(s) vs V(m/s) 0

0.5

1

1.5

2

2.5

-1 -1.5

V(m/s)