Conservación del momentum en una colisión inelástica

Objetivo

Medir la cantidad del momentum antes y después de la colisión inelástica.

Equipo:

1 Pasco Interfase (para dos sensores)

2 Sensor de movimiento

1 Pista

2 Carros

1 balanza

Montaje experimental:

1. Conectar la interfase en la computadora y comenzar data Studio.2. Marcar un sensor de movimiento como el “sensor 1”. Conectar este sensor de

movimiento en el primer puerto en la interfase. el Conectar el sensor de fuerza y el sensor de movimiento en la interfase.

3. Abrir el archivo data Studio: 23A Momentum 1.dsEl archivo data Studio tiene una gráfica de la posición y la velocidad frente al tiempo. Los datos registrados son coleccionados a 20Hz para los sensores de movimiento.

4. Poner sobre el carro “carro 1” y colocar el otro carro “carro 2”. Medir la masa de cada carro en kilogramos y registrar los valores en la sección de reporte de laboratorio.

5. Colocar la pista sobre una superficie horizontal con el extremo de parada a la izquierda. Para nivelar la pista, colocar el carro sobre la pista y mirar si el carro rueda a uno u otro lado. Usar el tornillo de nivelación fijado en el extremo de parada para levantar o para bajar este extremo hasta que la pista es nivelada y el carro no rueda a uno u otro lado.Nota: Es muy importante que la pista esté nivelada para obtener mejores resultados.

6. Colocar el primer sensor de movimiento en el extremo izquierdo de la pista. Poner el segundo sensor de movimiento en el extremo derecho de la pista. (el primer sensor de movimiento es el primero que usted conecta en la interfase).

7. Ajustar cada sensor de movimiento de tal manera que se pueda medir el movimiento de un carro cuando se mueva de un extremo de la pista al medio y de regreso. Poner el segundo sensor de movimiento en el extremo derecho. Poner el establecimiento de rango en el sensor para el “carro”.

8. Colocar el carro 1 en el lado izquierdo de la pista y el carro 2 en el lado derecho. Asegúrese de que el gancho y pila de los extremos de los carros estén de frente en cada uno. Usualmente el movimiento lejos del sensor es positivo y el movimiento cerca del sensor es negativo. Para esta exploración, un cálculo es hecho sobre el dato desde el sensor 2 para ir en las direcciones opuestas. Para los dos sensores, el movimiento para la derecha es positivo y para la izquierda es negativo.

Procedimiento:

Nota: El procedimiento es fácil si una persona maneja los carros y una segunda persona maneja la computadora.

1. Posicionar cada carro 15 cm desde el sensor de movimiento.2. Clic en “comenzar”. Suavemente impulsar los carros y dejar entonces rueden

uno hacia otro. Continúe recogiendo los datos hasta que los carros tengan un choque y estén juntos cerca de la mitad del recorrido.

3. Clic en “alto”.

La siguiente sección describe como analizar sus datos.

Análisis:

Examinar la gráfica: Encontrar el cambio de velocidad para cada carro.

Encontrar la velocidad para cada carro sólo después del impacto y la velocidad con la que participaron después de la colisión.

1. Seleccionar “V carro 1 experimento #1” en la caja de leyenda. Use la “herramienta inteligente” para encontrar la velocidad del carro 1 solo después y sólo antes de la colisión. Después de todo, apagar herramienta inteligente.

2. Clic “V carro 2 experimento #1” en la caja de leyenda. Use la “herramienta inteligente” para encontrar la velocidad inicial del carro 2.

3. Registrar las velocidades en la sección del reporte de laboratorio.Responder las preguntas en el reporte de laboratorio.

Reporte de Laboratorio

Cálculos:

Use las masas y el cambio en velocidad para cada carro para calcular el momentum de cada carro antes de la colisión. Encontrar el momentum total después de la colisión.

El momentum después de la colisión es el producto de la masa combinada y la velocidad antes de la colisión. Use la masa total y la velocidad final para determinar el momentum de los dos carros después de la colisión.

Tabla de datos:

Carro Masa (kg) Velocidad Inicial (m/s)

Momentum Antes (Kg m/s)

Momentum Total Antes

(kg m/s)

1 0,498 0,10 0,0498 -0,-0,04083

2 0,5035 -0,18 -0,09063

Masa (kg) Velocidad Final (m/s)

Momentum después

Carro 1+2 1,0015 -0,04 -0,04006

Preguntas.

1. Describa el movimiento de los carros durante la colisión inelástica.

Durante la colisión inelástica los dos carros que vienen en sentidos opuestos chocaron y se movieron en la dirección del que tenia más velocidad esta fue hacia la derecha.

2. Calcule la diferencia porcentual entre el momentum total antes y después de la colisión.

3. ¿Cómo compara el momentum después de la colisión con el momentum antes de la colisión?

Prácticamente son iguales ya que el momentum antes y después de la colisión son casi iguales.

4. ¿Qué factores piensa que pueden causar que halla una diferencia entre el momentum después y el momentum antes de la colisión?

Principalmente se deba a lo siguiente.Lanzamiento lento ya que el compañero debe soltar los carritos inmediatamente después que se diga “ya” lo cual casi no pasa y por eso se le acredita a un error en el lanzamiento.También puede que el rozamiento, el cual es una fuerza externa contribuya, con este pequeñísimo errorCalibración del equipo.

Conservación de momentum en una colisión elástica

Objetivo

Medir la cantidad del momentum antes y después en una colisión elástica.

Equipo:

1 Pasco Interfase (para dos sensores)

2 Sensor de movimiento

1 Pista

2 Carros

1 balanza

Montaje experimental:

1. Conectar la interfase en la computadora y comenzar data Studio.2. Marcar un sensor de movimiento, es el “sensor 1”. Conectar este sensor de

movimiento en el primer puerto en la interfase. Conectar el segundo sensor de movimiento en el segundo puerto de la interfase.

3. Abrir el archivo Data Studio: 23B Momentum 1.dsEl archivo data Studio tiene una gráfica de la posición y la velocidad frente al tiempo. Los datos registrados son coleccionados a 20Hz para los sensores de movimiento.

4. Este seguro que los imanes estén instalados en el final de cada carro entonces los carros pueden repelerse el uno al otro durante la colisión. Rotular el un carro “carro 1” y rotular el otro “carro 2”.

5. Colocar la pista sobre una superficie horizontal con el extremo de parada a la izquierda. Para nivelar la pista, colocar el carro sobre la pista y mirar si el carro rueda a uno u otro lado. Usar el tornillo de nivelación fijado en el extremo de parada para levantar o para bajar este extremo hasta que la pista es nivelada y el carro no rueda a uno u otro lado.Nota: Es muy importante que la pista esté nivelada para obtener mejores resultados.

6. Colocar el primer sensor de movimiento en el extremo izquierdo de la pista. Poner el segundo sensor de movimiento en el extremo derecho de la pista. (el primer sensor de movimiento es el primero que usted conecta en la interfase).

7. Ajustar cada sensor de movimiento de tal manera que se pueda medir el movimiento de un carro cuando se mueva de un extremo de la pista al medio y de regreso. Poner el segundo sensor de movimiento en el extremo derecho. Poner el establecimiento de rango en el sensor para el “carro”.

8. Colocar el carro 1 en el lado izquierdo de la pista y el carro 2 en el lado derecho. Asegúrese de que el gancho y pila de los extremos de los carros estén de frente en cada uno. Usualmente el movimiento lejos del sensor es positivo y el movimiento cerca del sensor es negativo. Para esta exploración, un cálculo es hecho sobre el dato desde el sensor 2 para ir en las direcciones opuestas. Para los dos sensores, el movimiento para la derecha es positivo y para la izquierda es negativo.

Procedimiento:

Nota: El procedimiento es fácil si una persona maneja los carros y una segunda persona maneja la computadora.

1. Posicionar cada carro 15 cm desde el sensor de movimiento.2. Clic en “comenzar”. Suavemente impulsar los carros y dejar entonces rueden uno

hacia otro. Continúe recogiendo los datos hasta que los carros tengan un choque y estén juntos cerca de la mitad del recorrido.

3. Clic en “alto”.

La siguiente sección describe como analizar sus datos.

Análisis:

Examinar la gráfica: Encontrar el cambio de velocidad de cada carro.

Encontrar el cambio de velocidad justo para después de la colisión y justo antes de la colisión. para cada carro sólo después del impacto y la velocidad con la que participaron después de la colisión.

1. Seleccionar “V carro 1 experimento #1” en la caja de leyenda. Clic en el botón “herramienta inteligente”.

2. Mover la “herramienta inteligente” al punto sobre la curva donde la colisión comienza. Mover el cursor para bajar a la esquina derecha de la “herramienta inteligente” hasta el aparecer de “delta”.

3. Arrastrar el “delta” de la Herramienta Inteligente para el punto donde la colisión termina. Note el delta X y el delta Y (0,2000 y -0,65008 en el ejemplo).

4. Seleccionar “V carro 2 experimento #1” en la caja de leyenda. Clic en “herramienta inteligente” otra vez. Repetir el proceso para encontrar delta X y delta Y (0,2000 y 0,65017 en el ejemplo).

Responder las preguntas en el reporte de laboratorio.

Reporte de Laboratorio

Cálculos:

Use la masa y el cambio en la velocidad de cada carro para calcular el cambio en momento de carro 1 y carro 2.

Tabla de datos:

Carro Masa (kg) Cambio en Velocidad (m/s)

Cambio en Momentum (Kg m/s)

1 0,498 0,25747 0,12822006

2 0,5035 -0,25380 -0,1277883

Preguntas.

1. Describir el movimiento de los carros durante la colisión elástica.

Los carros que venían en sentidos opuestos, chocaron y posteriormente se movieron en sentidos opuestos.

2. Calcule la diferencia porcentual entre el cambio de momentum del carro 1 y carro 2.

3. Compare el cambio en el momentum del carro 1 con el cambio en el momentum del carro 2.

Son prácticamente iguales pero con signo diferente.

4. ¿Qué factores piensa que puedan ser la causa para que haya una diferencia entre el momentum después y el momentum antes de la colisión?

Se podría atribuir a lo siguiente:

Una calibración del equipo utilizado en el experimento.

Como el experimento del choque inelástico también puede ser atribuido a un error en lanzamiento debido a la sincronización de mi compañero y yo.

También puede ser producto de la fuerza del rozamiento.

5 .Compara el momentum total después de una colisión elástica con el momentum total antes de la colisión.Claro que si ya que el momentum total antes y después de cualquier choque siempre se conserva, en este caso vemos que casi se conserva pero debido a la acción de pequeñas fuerzas externas esto no se da en un 100%, pero hay un error muy pequeño que es igual a 0,34%, prácticamente el momentum total después y antes son iguales, pero con una sola diferencia el signo que indica que se mueve en sentidos opuestos.

Siempre el momentum antes y después de una colisión elástica se conserva cambiando solamente en el signo.