Experimento de la pérdida de la energía cinética de una manera completamente hay encuentro de colisión

COLICIONES INELASTICAS

COLOSIONES INELASTICAS

I.-OBJETIVO DEL EXPERIEMNTO

II.-EQUIPO Y MATERIALES EMPLEADOS

III.-ANALISIS TEORICO

IV.-DISEÑO DEL ESPERIMENTO

V.-PROCEDIMIENTO

VI.-DISCUSION Y CONLUSIONES

I.- OBJETIVO DEL EXPERIMENTO

El objetivo del experimento es determinar en una colisión inelástica, la pérdida de la Energía cinética del sistema, como función de las masas de los cuerpos que intervienen en la colisión.

II.- EQUIPO Y MATERIAL EMPLADOS

Sistema de flotación lineal FICER modelo SFL-03

Impulsor de aire FICER, modelo GCH-03

Generador de Chispas FICER, modelo GCH-03

Regla metálica y regla de chispeo

Deslizador con electrodo de chispeo

Deslizador sin electrodo de chispeo

Juego de pesas para deslizador

Amortiguador desmontable

Banda de hule

Pasador metálico

Tira de papel de registro

Trozo de hilo

Tira de material Velcro

Regla, lápiz y borrador

III.- ANALISIS TEORICO

En una colisión inelástica no se conserva la energía cinética del sistema, es decir, la energía cinética de K1 antes de la colisión es distinta a la energía cinética k2 después del choque. Sin embargo, hay conservación en el ímpetu o cantidad de movimiento del sistema, cuando dos cuerpos se adhieren después de la colisión, se dice que está es completamente inelástica. Ahora bien, el término es completamente inelástica. Ahora bien, el termino completamente inelástico no significa que se pierda toda la energía cinética, sino que la perdida de ella, es tan grande como lo permite el principio de la conservación de la ímpetu. A través del siguiente ejemplo, se mostrara para su estado un caso de colisión completamente inelástica.

Supongamos que se dispara un rifle sobre un blanco situado en una plataforma, la cual se puede deslizar sobre unas vías sin rozamiento, como se muestra en la figura 1.

Además, supongamos también que el blanco y la plataforma se encuentran en reposo (velocidad cero) antes de que la bala golpee al blanco. Así, al pasar e incrustarse la bala en dicho blanco, provoca que la plataforma y la bala se muevan juntas con una velocidad “V”. El problema es encontrar la velocidad de la plataforma después de recibir el impacto de la bala, así como, la razón de la energía cinética k2 después del impacto, a la energía k1 antes del mismo. Si se conocen la masa ”m” de la bala y la masa “M” de la plataforma, se puede determinar la velocidad “V” que llevaba la bala antes del mismo, empleado el principio de la conservación del impacto, como se indica en la siguiente ecuación.

(1) nv = (m+M) V

Donde el término “nv” representa el ímpetu de la bala antes del impacto y el termino (m + M) V, representa el ímpetu del sistema después de la colisión. De esta misma ecuación se puede obtener la velocidad V mediante la siguiente Expresión.

(2) V = ( m ) V

m+M

De la cual se puede ver que:

(3)

La energía cinética de la bala antes del impacto se determina mediante la siguiente ecuación.

(4)

Y la energía cinética del sistema (Bala + plataforma) después del impacto será:

(5)

Quedando definida la razón de estas energías mediante la siguiente ecuación:

(6)

Si combinamos las ecuaciones 3 y 6, se puede encontrar dicha razón en función de las masas, como se indica,

(7)

De donde

(8)

Si observamos esta ecuación, vemos que la energía k2 después del impacto es menor que la energía k1 antes del mismo, esto indica que durante la colisión no se conserva la energía cinética del sistema.

IV.- Diseño DEL EXPERIMENTO

Como el objetivo del experimento es determinar la perdida de energía cinética en una colisión perfectamente inelástica, su realización deberá contemplar dos aspectos importantes: uno de ellos es la producción de las colisiones perfectamente elásticas y el otro es, la determinación de las energías cinéticas de los cuerpos en colisión, antes y después de la misma.

Las colisiones perfectamente elásticas se efectúan con buenos sobre el sistema de flotación lineal, utilizando para él, dos deslizadores de nada conocida.

La condición para que una colisión entre los deslizadores se considere perfectamente elástica, es que después del choque, permanezcan unidos y se muevan como un solo cuerpo. Lo anterior se logra pegando una cinta adherible de velcro a los amortiguadores (de los deslizadores) que entraran en contacto en la colisión, (Ver apartado F, inciso IV).

Para realizar una colisión entre deslizador en el sistema de flotación, debería colocarse uno de ellos en reposo en la parte central de la guía rectamente y el otro deslizado deberá se lanzado

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