Estudio de conservación de magnitudes en una colisión unidimensional utilizando sensores de fuerza y posición y estudio de la conservación de la cantidad de movimiento y la energía utilizando un péndulo balístico

Enviado por Agustín Binora

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Resúmen


En este trabajo práctico estudiaremos dos tipos de colisiones. En primer lugar, un choque unidimensional sobre un riel utilizando sensores de posición y fuerza. Luego, con un péndulo balístico. Se analizará para cada caso la conservación de la cantidad de movimiento en forma teórica y en forma práctica, con los datos que iremos obteniendo, y para la segunda parte, la conservación de la energía.

En primer lugar, vamos a distinguir el concepto de colisión del de choque. El primero ocurre cuando dos o más partículas se encuentran dentro de una zona de interacción; no necesariamente debe haber contacto entre ellas. En cambio, el choque ocurre cuando en esta interacción se conserva la cantidad de movimiento.

En esta parte de la práctica se estudiará la conservación de la cantidad de movimiento durante una colisión entre dos carros sobre un riel. Mediremos las velocidades de éstos usando sensores de posición, a partir de los gráficos que de éstos obtengamos, y el impulso de la fuerza existente entre los móviles durante el choque, con un sensor de fuerza.

Colocados los móviles sobre el riel, se los hace colisionar de frente. Estos vienen en la misma dirección, sentido contrario, y luego del choque, cada uno sale en el sentido opuesto del que venía originalmente. Gracias a los gráficos de velocidad en función del tiempo que obtenemos a través del sensor de posición, obtenemos las velocidades iniciales y finales con la incerteza correspondiente, de cada uno de los móviles antes y después de la colisión. En el gráfico se ve que la primera meseta representa la velocidad inicial, y se obtiene como el valor medio entre todos los valores arrojados, y la incerteza la tomamos como la mayor diferencia con este valor medio. Luego hay una depresión, que representa el momento del choque, y finalmente, una segunda meseta, esta vez negativa (porque “vuelve” en el sentido contrario al que se tomó la velocidad inicial), que representa la velocidad final. De la misma manera para el otro carro, se obtiene la velocidad final representativa, con su incerteza.

 


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