Práctica 7: Colisiones en una dimensión

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Práctica 7: Colisiones en una dimensión

OBJETIVO

• Verificar la conservación del momento lineal y de la energía cinética en la colisión unidimensional de dos deslizadores sobre el riel de aire nivelado.

EQUIPO DE LABORATORIO

• Riel de aire
• Dos deslizadores con pestaña
• Plastilina
• Interfaz Science Workshop 750 PASCO con conexión al computador
• Pesas de 10, 20 y 50 gramos
• Balanza electrónica
• Computador de escritorio con programa Excel

1. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

El profesor asignará una situación experimental con la combinación de dos masas y velocidades a cada grupo de trabajo.

1. Colisión unidimensional elástica

1. Mida la masa de cada uno de los deslizadores con su respectiva incertidumbre:

md1 ± Δmd1 =                md2 ± Δmd2 =          

1. Con la ayuda del sistema emisor-receptor de ultrasonidos Sonic Ranger obtenga las gráficas de posición contra tiempo y de velocidad contra tiempo para una colisión elástica, identifique el instante en el que se produce la colisión y guarde los respectivos datos.

1. Con los datos obtenidos, grafique en el programa Excel del computador de escritorio por mesa los datos de posición Vs tiempo, y de velocidad Vs tiempo.

1. Calcule teóricamente la velocidad final de cada una de las masas con las expresiones (1), teniendo en cuenta los valores de las velocidades iniciales obtenidas de las gráficas V vs t.

v        = m1 − m2 v +

[pic 3]

2m2        v

[pic 4]

1. f        m + m        1i

m + m        2i

1        2        1        2

(1)

v        =        2m1        v + m2 − m1 v

[pic 5]        [pic 6]

1. f        m + m        1i

m + m        2i

1        2        1        2

1. Compare las velocidades anteriores con los valores leídos en la gráfica y obtenga el porcentaje de error para cada velocidad a partir de la expresión:[pic 7]

ε % =

v f −teor

×100%

(2)

1. Con los datos de las masas y los valores de velocidad inicial de la gráfica, calcule el momento lineal inicial del sistema. Asuma que el riel está orientado a lo largo del eje x.

𝑃𝑥𝑖 = 𝑚1𝑣1𝑖 + 𝑚2𝑣2𝑖        (3)

1. Calcule el momento lineal final del sistema con los datos de las masas y los valores de velocidad final de la gráfica.

𝑃𝑥𝑓 = 𝑚1𝑣1𝑓 + 𝑚2𝑣2𝑓        (4)

1. Calcule el cambio en el momento lineal del sistema ΔP

1.1.9 Calcule la pérdida porcentual de energía cinética del sistema:

ε % =[pic 8]

Ki

×100%

(5)

1.1.10. ¿Es realmente elástica la colisión?

1. Colisión unidimensional totalmente inelástica

Repita el procedimiento anterior para una colisión totalmente inelástica, teniendo en cuenta que la velocidad final del sistema está dada teóricamente por la expresión:

v = m1v1i + m2v2i

(6)

[pic 9]

f        m + m

1        2

LABORATORIO DE FISICA I: PRÁCTICA 7

HOJA DE RESPUESTAS: PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

MESA No.                INTEGRANTES:

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1. COLISIÓN UNIDIMENSIONAL ELÁSTICA

1. Reportar la masa de cada uno de los deslizadores con su respectiva incertidumbre:

md1 ± Δmd1 = gramos 399,9±0,1         md2 ± Δmd2 = gramos 399,6± 0,1         

1. Reportar la velocidad final experimental de cada uno de los deslizadores, obtenidas de las gráficas velocidad vs. tiempo:

V1f_exp   =                V2f_exp =          

...