Colisiones Elaborado por: Profesora Pilar Cristina

Colisiones Elaborado por: Profesora Pilar Cristina

Guía laboratorio: Colisiones
Elaborado por: Profesora Pilar Cristina Barrera Silva
Objetivo
Comprobar que el momento lineal se conserva en una colisión elástica en una dimensión y en una
colisión elástica en dos dimensiones.
Comprobar que la energía cinética se conserva en las colisiones elásticas
Estimar el error absoluto en el concepto de momento lineal experimental antes y después de la
colisión
Marco conceptual:
¿A que es igual el concepto de cantidad de movimiento lineal (momento lineal)?
¿Qué unidades tiene el momento lineal?
Enuncie el principio de conservación de la cantidad de movimiento lineal y explique en qué
condiciones es válido este principio.
Plantee la ecuación de energía cinética antes de la colisión igual a la energía cinética
inmediatamente después de la colisión para dos esferas.
¿En qué consiste una colisión elástica en una dimensión?
¿En qué consiste una colisión elástica en dos dimensiones?
Investigue un ejemplo de una colisión en una dimensión y otro de una colisión en dos
dimensiones, las dos deben ser elásticas.
Procedimiento en el aula y análisis:
En la ilustración 1 se muestra el montaje utilizado en el aula.
Ilustración 1: esquema montaje
1. Colisión elástica en una dimensión: En este caso chocan centros de masa de las esferas.
Para el dato antes de la colisión ubique m1 a una altura h y suéltela del reposo, ésta llega al punto
B y continúa en movimiento semiparabólico para finalmente llegar al punto C sobre la mesa. Mida
la distancia CD. Sobre la mesa se ubica papel periódico y papel carbón con el fin de que la esfera
deje una marca justo en el punto donde toca la mesa.
Para el dato después de la colisión ubique ahora m2 en el punto B al final de la rampa, y m1 en
mismo punto donde estaba antes de la colisión (h se toma igual para antes y después de la
colisión). Suelte de nuevo del reposo m1, ésta se desplaza sobre la rampa llega al punto B y choca
con m2, ahora las dos esferas caen sobre la hoja de papel y se mide la distancia horizontal que
recorre cada una.
Aplicando la Ley de conservación de cantidad de movimiento:
Aplique la Ley de conservación de cantidad de movimiento:
1.
Reemplazando el concepto de velocidad horizontal media:
Ya que el intervalo de tiempo es igual antes y después de cada una de las colisiones, es posible
simplificar finalmente la ecuación se reduce a:
2.
Ya que conoce todos los términos, solamente compruebe que el lado derecho de la ecuación sea
muy similar al lado izquierdo. La diferencia es directamente el error en la práctica.
Ahora compruebe que la energía cinética se conserva en esta colisión determinando el valor de Q,
esto es la diferencia entre la energía cinética total final menos la energía cinética total inicial:
Se espera que este término sea muy cercano a cero ¿por qué?
Colisión elástica en dos dimensiones: Ubique para después de la colisión m2 de tal forma que la
colisión no sea frontal. Con un proceso similar al anterior encontraremos en el papel las marcas de
las dos esferas después de la colisión, se dibuja el sistema de coordenadas sobre el papel y se
dibujan las componentes en dirección horizontal de cada esfera.
Con los datos obtenidos compruebe que el momento se conserva en dirección horizontal y halle el
valor de Q para esta colisión.
Informe sus dudas a la docente con el fin de aclararlas y así llevar a cabo el desarrollo de la
práctica.}
Diseñe dos preguntas en forma de selección múltiple relacionadas con el desarrollo de la práctica.