conservacion del momentum

5/8/2018 Conservacion Del Momentum - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/conservacion-del-momentum 1/7

_________________________________________________________________________Prácticas de física para estudiantes de Bachillerato en la UMH de Elche 07-08 - 1 -

Práctica: Conservación del momento lineal

ObjetivoConstatar la conservación del momento lineal a partir del estudio de las colisiones entre dosobjetos.

Cuestiones previas

Newton denominó ímpetu a lo que en la actualidad conocemos por cantidad de movimientoo momento lineal. Escribe la definición de esta magnitud e indica sus unidades en el SI.

Deduce a partir del segundo principio de la Dinámica, el principio de conservación de lacantidad de movimiento (PCCM). Explica el significado de este principio.

Enumera fenómenos físicos cotidianos que son explicados por este principio deconservación.

Las colisiones se pueden clasificar en elásticas, parcialmente inelásticas y completamenteinelásticas. Explicar qué significa cada una de estas categorías.

Obtiene los valores teóricos de las velocidades de dos objetos después de un choqueperfectamente elástico

a) Si uno de los objetos está en reposo antes del choqueb) Si los dos objetos están en movimiento antes del choque

Obtiene los valores teóricos de las velocidades de dos objetos después de un choquecompletamente inelástico

a) Si uno de los objetos está en reposo antes del choqueb) Si los dos objetos están en movimiento antes del choque

¿Cómo se puede lograr experimentalmente que un cuerpo se mueva por una superficiehorizontal siendo prácticamente despreciable la fuerza de rozamiento?

Si se empuja un cuerpo durante un instante, ¿qué tipo de movimiento presentará el cuerpo,una vez que ha cesado la interacción?

Hipótesis y fundamentos teóricos

Para un choque elástico entre dos objetos, donde uno se encuentra inicialmente en reposo,habrás demostrado que después del choque la velocidad de los objetos viene dada por :




Ecuaciones (1) y (2)Donde:

m1 y m2, son las masas de los objetosv1i es la velocidad inicial no nula del objeto que produce el choquev1f v2f , son las velocidades de cada objeto después del choque.

Para un choque inelástico entre dos objetos, donde uno de los objetos está paradoinicialmente, y los dos se desplazan unidos después del choque con velocidad V, habrásdemostrado que

Ecuación (3)

Materiales

1 Carril de aire1 Soplador2 Compuertas infrarrojas con contadordigital incorporado1 Balanza electrónica2 Carros1 Juego de masas de 100 g1 Nivel1 Cinta adhesiva1 Cinta adhesiva de doble cara o velcro 1 Cinta métrica

Procedimiento experimental

En ausencia de fricción, el momento lineal de un sistema formado por dos carros debeconservarse durante la colisión. Para minimizar el efecto de la fuerza de rozamiento (fuerzaexterna) se utiliza un carril de aire, sobre el que se deslizarán los carros que deben chocar.

Cada carro posee una extensión plástica superior de ancho, ?x, (unos 10 cm) que al pasar através de las compuertas infrarrojas, registrará en el respectivo contador digital un tiempo t.Importante: seleccionar como modo de trabajo de la compuerta infrarroja aquel en que seregistra el tiempo de paso de la extensión plástica del carro (tiempo que está la extensióncortando el haz infrarrojo). Se puede calcular las velocidades de los carros antes y despuésdel choque mediante la ecuación del movimiento uniforme: v = t x ∆∆ /

Antes de comenzar hay que comprobar con el nivel, que el carril de aire se encuentra enposición horizontal.




En cada choque hay que pesar el carro y los pesos cargados, porque la masa indicada en lospesos no es siempre exacta.

Observación: se recomienda colocar las dos compuertas cerca la una de la otra (¿porqué?).

Choque elástico

Pesa cada carro con una masa añadida de 20 g (m1 y m2)

Mide el ancho de la extensión plástica de cada carro x1 y x2

Choque E1

Coloca uno de los carros (C1) en un extremo del carril y el otro (C

2) entre las dos

compuertas. Figura 1

Figura 1Da un impulso al carro C1

Anota rápidamente el tiempo (∆ t1i) registrado por el carro C1 al pasar a través de la

primera compuerta.Anota, después de producirse el choque, el tiempo registrado por cada carro al pasar porcada compuerta ( ∆ t1f y ∆ t2f )Para anotar las medidas y ordenar los cálculos se puede utilizar una tabla como la tabla 1,que se puede copiar sobre papel o trabajar como una hoja de cálculo de Excel

Choque m1 m2 t1i t2i t1 f t2 f v1i v2i v1f v2f p1i p2i p1 f p2f pi pf (pf-pi/pi)*100

E1

E2

E3

I1

I2

Tabla 1Choque E2

Añade 20 g al carro C2 y pesarlo (m2)Coloca cada carro en un extremo del carril. Figura 2




Figura 2Con un impulso hacerlos chocar en el espacio comprendido entre las dos compuertas.

Anota rápidamente los tiempos registrados por cada contador antes del choque ( ∆ t1i y∆ t2i) y pon de nuevo a cero los contadores (repartir el trabajo entre los componentes delequipo)Anota los tiempos registrados por cada contador después del choque.

Choque E3

Añade al carro C2, 20 g adicionales, pesa (m2) y repite los pasos del choque E2.

Incluye en la tabla los valores experimentales medidos de velocidades iniciales, velocidades

finales, momento lineal inicial y momento lineal final, para los tres casos anteriores (E1,E2, E3). Calcula el porcentaje de error que representa la diferencia entre los momentoslineales inicial y final.

Choque inelásticoEn el lado del carro C1 que sufre el impacto del choque añadir cinta adhesiva de doble cara

o fija un trozo de velcro en cada parte donde van a impactar los carros.Quita al carro C2 la extensión plástica.

Pesa cada carro con una masa añadida de 20 g

Choque I1

Coloca uno de los carros (C1) en un extremo del carril y el otro (C2) entre las compuertas.Figura 3

Figura 3Da un impulso al carro C1 para que choque con el carro C2.

Toma nota del tiempo ( ∆ t1i) registrado por el carro C1 al pasar a través de la primera

compuerta y, después de producirse el choque, anota el tiempo registrado por estos doscarros al pasar por la otra compuerta (?tf )

Choque I2

Añade al carro C2, 20 g y pesa. Repite el procedimiento del choque I1.

Choque I3

Añade al carro C1 20 g y pesa. Repite el procedimiento del choque I1.




Incluye en la tabla los valores experimentales medidos de velocidades iniciales, velocidadesfinales, momento lineal inicial y momento lineal final, para los tres casos anteriores (I 1, I2,

I3). Calcula el porcentaje de error que representa la diferencia entre los momentos linealesinicial y final.

Cuestiones finales

Para el caso del choque elástico donde uno de los carros estaba en reposo (E1), comparaporcentualmente las velocidades finales obtenidas experimentalmente con los valoresteóricos que se obtienen de las ecuaciones (1) y (2)

Compara porcentualmente para cada choque inelástico, la velocidad final obtenida con elvalor teórico dado por la ecuación (3).

Proponed posibles fuentes de error presentes en este experimento.

Recursos de Internet

http://newton.cnice.mecd.se/4eso/momento/momento-indice.htmBuena página donde se explican diferentes aspectos de la conservación del momento lineal.Incluye applets como el de choques, en el apartado siguiente:

http://newton.cnice.mecd.se/4eso/momento/momento-conservacion1.htm?1&2

http://www.sc.ehu.se/sbweb/física/dinámica/con_mlineal/cuna_newton/cuna_newton.htmCompleta página. Incluye teoría y applets.http://es.wikipedia.org/wiki/Cantidad_de_movimiento#Temas_relacionadosTeoríahttp://teleformacion.edu.aytolacoruna.se/FÍSICA/documento/teoría/A_Franco/dinámica/con_mlineal/choques/choques.htmComo ampliación del fenómeno estudiado, esta página incluye applet de choque frontaldesde el sistema de referencia laboratorio y desde el sistema de referencia centro de masas.

Ciencia, Técnica y Sociedad

¿Cómo se puede determinar la velocidad de una bala, usando del principio de conservacióndel momento lineal?




Los grandes aceleradores de partículas posibilitan el estudio de las partículas elementaleshaciendo chocar haces de partículas a muy alta energía. El Laboratorio Europeo de

Partículas Elementales (CERN) en Ginebra, puso en funcionamiento en 1989 el aceleradordenominado LEP que permitió la perforación de un túnel circular de 27 km de longitud ycon el que se obtienen electrones con energías próximas a 100 GeV. Explica cómo medidasde cantidad de movimiento de las partículas subatómicas en estos choques, pueden ayudar adescubrir nuevas partículas subatómicas.

Final

Elabora un informe a final para colgarlo en la web de la universidad. Éste debe incluircomo mínimo lo siguiente (las indicaciones del anexo te pueden orientar):

Título de la experiencia (corto y que indique claramente de qué trata).Fotografía de los componentes del grupo, nombres y lugar donde estudiáis.Introducción (objetivo, fecha, donde habéis hecho la experiencia ...)Fundamento teórico (resumen teórico del fenómeno estudiado)Hipótesis (qué esperáis obtener, qué variables consideraréis y como esperáis que secomporten...)Diseño experimental (esquema del montaje, fotografía, características, materiales...)Procedimiento (explicar las acciones realizadas, incluyendo las observaciones queconsideráis importantes)Medidas y cálculos (tablas de valores, magnitudes, unidades y representacionesgráficas...)

Respuesta a las cuestiones finalesConclusiones (qué se ha demostrado, qué ventajas e inconvenientes tiene vuestrodiseño experimental y vuestro método, otras cuestiones relacionadas quepropondríais para ampliar la investigación ...)Bibliografía consultada de la siguiente forma:Apellido, nombre (año de publicación), título del libro en cursiva, Editorial, ciudadde publicación, página donde está la información- Si la fuente de información es Internet, hay que incluir la dirección electrónica.




Anexo: ayuda para elaborar el informe final

Acciones que debo hacer Estará bien hecho si...

1. Escoger un título para elinforme

1.1 está de acuerdo con la experiencia1.2 resume el objetivo principal1.3 es sugerente

2. Identificar el objetivo principal 2.1 está de acuerdo con las finalidades del trabajorealizado2.2 comienza con un verbo

3. Plantear la hipótesis 3.1 se indican las variables dependiente eindependiente3.2 se indican las variables controlables

3.3 se redactan utilizando la forma:“Si...... entonces ......4. Indicar los materiales einstrumentos utilizados en laexperiencia

4.1 se anotan todos4.2 se nombran correctamente

5. Describir el procedimientoseguido

5.1 está de acuerdo con la hipótesis5.2 se describen los diferentes pasos en párrafosseparados5.3 los párrafos son cortos, precisos y concisos5.4 se acompaña con esquemas

6. Transcribir las observaciones y

los datos

6.1 son sistemáticas en relación con la variable

independiente6.2 se utilizan tablas y cuadros6.3 se visualizan fácilmente6.4 incluyen observaciones sobre aspectosdivergentes u otros

7. Transformar los datos 7.1 si permiten visualizar y llegar a conclusiones enrelación con la hipótesis planteada7.2 si se utilizan gráficos o esquemas

8. Redactar las conclusiones 8.1 responden a la hipótesis8.2 se relacionan con aspectos teóricos que explicanlos resultados obtenidos

8.3 se diferencian las interpretaciones personales delas que son aceptadas científicamente8.4 en la redacción se utilizan los términoscientíficos adecuados y sin errores8.5 si las frases están bien construidas (atención alos conectores)

9. Revisar el texto elaborado 9.1 se comprueba que una persona que no ha hechoel experimento lo puede repetir9.2 la presentación permite leer fácilmente el texto9.3 la puntuación y lo ortografía son correctos

conservacion del momentum

Documents