MOMENTO, ENERGÍA Y COLISIONES

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6-AnálisisComo se mencionó, se realizaron 3 eventos durante el experimento. Para analizar estos eventos una tabla es lo más factible. A continuación se presentan las tablas utilizadas: [pic 11][pic 12]

[pic 13][pic 14]

[pic 15][pic 16]

En el llenado de la tabla se utilizaron las fórmulas (1), (2) y (3) mencionadas anteriormente.

En el evento 1, el carrito 1 se quedó en reposo debido a que se produjo una colisión elástica al ser los dos parachoques magnéticos. Se comprueba que es elástica por que se conservó la energía cinética antes y después de la colisión. Fig. (3). La razón de la energía cinética total antes y después de la colisión debería ser uno, puesto que se conservó. Se obtuvo un error de .77 J en esta razón, esto debido a las incertidumbres que se produjeron en el experimento. Al existir la conservación de la energía, la velocidad del carrito 2 debe ser igual a la velocidad con que llego el carrito 1 al choque, esto porque le transfiere toda la energía. La velocidad del carrito 2 estuvo 0.0997 m/s arriba de la velocidad del carrito 1, esta variación entra en la incertidumbre de error. El momento del carrito 1 no se conserva después de la colisión, debido a que su velocidad es cero después del choque. La razón del momento total antes y después de la colisión es de 1.344 kg m/s, para concluir que el momento se conserva esta razón debería ser uno, por lo que varía por .344 kg m/s. El error en la velocidad del carrito 1 fue de -0.11232 m/s y del carrito 2 fue de -0.1260 m/s, de ahí se derivaron todos los errores posteriores, ya sea en la energía y en el momento. Gráfica (1).

[pic 17]

Fig. (3). Figura que muestra el evento 1, después de la colisión.

Analizando el evento 2, los parachoques fueron de velcro lo que sucedió fue que los carritos quedaron pegados uno a otro, lo que nos hace pensar que es una colisión perfectamente inelástica. Se comprueba que lo es, porque las velocidades de ambos carritos después de la colisión fueron igual. Fig. (4). Al ser una colisión de este tipo, el momento del carrito 1 y del carrito 2 es igual después de la colisión, pues llevan la misma velocidad, pero el momento total antes y después de la colisión no es el mismo. La velocidad del carrito 1 se disminuyó y la del carrito 2 aumentó. La energía cinética para ambos después de la colisión fue la misma, pero en esta colisión no se conservo dicha energía. El error que se obtuvo de las velocidades fue, en el carrito 1 de -0.04325 m/s y en el carrito 2 de -0.098 m/s, estos errores promovieron el error en el cálculo de la conservación del momento, pero se encuentra en el rango de 1. Gráfica (2).

[pic 18]Fig. (4) Figura que muestra el evento 2, después de la colisión.

En el evento 3, los parachoques estuvieron combinados, un extremo de velcro y uno magnético. Al ver el lanzamiento se percató que el carrito 2 aumentaba su velocidad y el carrito 1 disminuía pero no igualaba la velocidad del carrito 2. Fig. (5). Esto nos llevo a la idea de que la colisión fue una de tipo súper - elástica. En esta colisión la energía cinética total fue mayor después de la colisión. El momento total después de la colisión se aumentó, respecto al momento antes del choque. La razón del momento antes y después fue de 0.913 kg m /s, se aproxima a uno, esta por 0.087 kg m /s debajo de la razón 1, que comprueba que se conserva el momento antes y después del choque. El error que se calculo en las velocidades de los carritos fue de, carrito 1 -0.01435 m/s y en el carrito 2 de -0.0922 m/s, estos errores promovieron los siguientes errores en el cálculo de la conservación del momento, por tal error la razón del momento no es uno, pero se encuentra dentro del rango. Gráfica (3).[pic 19][pic 20]

[pic 21]Fig. (5) Figura que muestra el evento 3, después de la colisión.

A continuación se presentan las gráficas de cada choque:

[pic 22][pic 23]

Gráfica (1). Colisión elástica. Parachoques magnéticos. Evento 1. Gráfica (2). Colisión perfectamente inelástica. Parachoques de velcro. Evento 2.

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Gráfica (3). Colisión inelástica. Parachoques velcro- magnético. Evento 3.

Como se mencionó anteriormente, se analizó el video capturado durante los eventos, teniendo la medida del riel (121 cm ± 0.05 cm), la medida del carrito (15 cm ± 0.05 cm) y la posición del carrito 2 en reposo (40cm), lo único que podemos obtener del video son las distancias y el tiempo, suponiendo que la velocidad del carrito es constante, se calculó la velocidad con que llega el carrito 1. Tenemos que: …Fórmula (4)[pic 25]

En el evento 1, la velocidad con que llego el carrito 1según el video es de (0.66 m/s ± 0.0005m/0.5s), lo cual está muy por encima de la velocidad promedio que calculó el sensor. En el evento 2, la velocidad con la que llego el carrito 1 es de (0.33 m/s ± 0.0005m/ 0.5s), esta velocidad coincide perfectamente con la velocidad que calculó el sensor. En el evento 3, el carrito 1 llega con una velocidad de (0.33 m/s ± 0.0005m/ 0.5s), esta velocidad no coincide con la velocidad registrada por el sensor. Estos errores y aciertos por medio del video no son muy confiables, puesto que el video se analizó con la mínima escala de tiempo que es un segundo, y el tiempo en esta situación es importante, las decimas de segundo no son tomadas en cuenta como en el sensor de velocidad. La velocidad del carrito 2, no es posible calcularla pues no sabemos en qué tiempo llega al reposo, pues cae del riel, la velocidad se toma según el tiempo y la tabla de datos que arroja el software. De esta manera, al calcular la energía y la conservación de momento, los errores se propagan pues la velocidad que se determina por medio del video es más grande que la que registra el sensor.

7-Conclusiones

Se presentó un experimento donde se observaron distintos tipos de colisiones entre dos cuerpos y se comprobó la conservación de momento, pues no existieron fuerzas alternas en los eventos. Con esta práctica se mejoró la idea de cómo son los choques entre dos cuerpos y se notó las diferencias que en estas existen.

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- Definición de