Laboratorio 12 [Cantidad de Movimiento Lineal]

PRACTICA N° 12
CANTIDAD DE MOVIMIENTO LINEAL
DIMAS ARLEYS ESCORCIA PEREZ - 1180373
BRAYAN FERNANDO ROLON G.
- 1180367
CAMILO ANDRES CASTILLEJO
- 1180385
RICARDO ANDRES CERVANTES - 1180383
JOSE FRANCISCO NIETO CONTRERAS
Prof. Física Mecánica
UIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER
FISICA MECANICA
CUCUTA
25-11-2010
2. RESUMEN
La cantidad de movimiento, P, de un cuerpo de masa m, que se mueve
con una velocidad V, está definida por la expresión:
P=m.V
Si el resultante de las figuras externas que actúan sobre un sistema de
partículas es nulo, la cantidad de movimiento total de este sistema se
conserva. Entonces:
Σpi=ΣpF
3. INTRODUCCION Y OBJETIVOS
INTRODUCCION
La cantidad de movimiento lineal es una magnitud vectorial, unidad SI: (kg
m/s) que, en mecánica clásica, se define como el producto de la masa del
cuerpo y su velocidad en un instante determinado.
La cantidad de movimiento obedece a una ley de conservación, lo cual significa
que la cantidad de movimiento total de todo sistema cerrado (o sea uno que
no es afectado por fuerzas exteriores, y cuyas fuerzas internas no son
disipadoras) no puede ser cambiada y permanece constante en el tiempo.
OBJETIVOS

Medir la cantidad de movimiento lineal de dos masas cuando actúa
sobre ellas una fuerza interna.

Comprobar la conservación de la cantidad de movimiento
4. MARCO TEORICO
La cantidad de movimiento, momento lineal, ímpetu o moméntum es
una magnitud vectorial, unidad SI: (kg m/s) que, en mecánica clásica, se
define como el producto de la masa del cuerpo y su velocidad en un instante
determinado. En cuanto al nombre, Galileo Galilei en su Discursos sobre dos
nuevas ciencias usa el término italiano ímpeto, mientras que Isaac Newton usa
en Principia Matemática el término latino motos (movimiento) y vis (fuerza).
Momento es una palabra directamente tomada del latín mōmentum, derivado
del verbo mŏvĕre 'mover'
En Mecánica Clásica la forma más usual de introducir la cantidad de
movimiento es mediante definición como el producto de la masa (Kg) de un
cuerpo material por su velocidad (m/s), para luego analizar su relación con la
ley de Newton a través del teorema del impulso y la variación de la cantidad de
movimiento. No obstante, después del desarrollo de la Física Moderna, esta
manera de hacerlo no resultó la más conveniente para abordar esta magnitud
fundamental.
El defecto principal es que esta forma esconde el concepto inherente a la
magnitud, que resulta ser una propiedad de cualquier ente físico con o sin
masa, necesaria para describir las interacciones. Los modelos actuales
consideran que no sólo los cuerpos masivos poseen cantidad de movimiento,
también resulta ser un atributo de los campos y los fotones.
La cantidad de movimiento obedece a una ley de conservación, lo cual significa
que la cantidad de movimiento total de todo sistema cerrado (o sea uno que
no es afectado por fuerzas exteriores, y cuyas fuerzas internas no son
disipadoras) no puede ser cambiada y permanece constante en el tiempo.
En el enfoque geométrico de la mecánica relativista la definición es algo
diferente. Además, el concepto de momento lineal puede definirse para
entidades físicas como los fotones o los campos electromagnéticos, que
carecen de masa en reposo. No se debe confundir el concepto de momento
lineal con otro concepto básico de la mecánica newtoniana, denominado
momento angular, que es una magnitud diferente.
Finalmente, se define el impulso recibido por una partícula o un cuerpo como la
variación de la cantidad de movimiento durante un período dado:
Siendo pf la cantidad de movimiento al final del intervalo y p0 al inicio del
intervalo.
Principio Conservación de la Cantidad de Movimiento
El principio de conservación del movimiento, es un caso particular del principio
de conservación de la energía, ahora por ejemplo este principio se lo puede
verificar cuando en una mesa de billar, un jugador golpea la bola la misma
que al chocar a la otra le transmite la cantidad de movimiento, y entonces la
bola impactada comienza a moverse con la misma velocidad que tenía la otra,
en realidad nunca existe una transmisión total del movimiento, debido a que
los choques, cierta parte de energía se transforma en calor producto del
impacto.
Para este caso estamos analizando choques inelásticos, o sea que no existe
deformaciones de los cuerpos durante la colisión, y también se considerará que
no hay pérdidas por calor.
Para analizar, supongamos dos cuerpos de masa m1 y m2 respectivamente
moviéndose a velocidades v1 y v2, entonces pongamos el caso en que se
mueven en la misma dirección y sentido contrario, cada cuerpo tiene una
cantidad de movimiento lineal p1 y p2 respectivamente, si analizamos lo que
ocurrirá para el cuerpo de masa m1 entonces:
En estado inicial:
p1 = m1*v1
Luego de la colisión:
p=p1+p2
m1v = m1v1 + m2v2
5. DESARROLLO DE LA PRÁCTICA
5.1.
Encuentre la masa de los carros con ayuda de la balanza, consigne los
datos en la tabla I
5.2.
Coloque los carritos como se muestra en la fig. 1, de manera que los
extremos de los resortes comprimidos se toquen.
5.3.
Marque la posición inicial de cada uno de los carros, y accione el resorte
de los mismos. Fíjese que el tiempo de choque de cada uno de los
carros, contra su respectiva barrera sea el mismo, es decir, los dos
carros deben tener el mismo tiempo de viaje. Mida este tiempo y llévelo
a la tabla I.
5.4.
Mida cuidadosamente las distancias X1 y X2 (fig. 1) y consigne estos
valores en la tabla I.
5.5.
Repita los numerales anteriores, colocando ahora un ladrillo sobre uno
de los carritos.
6.
INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS
6.1.
Complete la tabla I. Suponga que la velocidad de cada uno de los
carritos es aproximadamente constante.
6.2.
Encuentre la cantidad de movimiento para cada carro, en cada uno de
los choques (Tabla II).
DATOS OBTENIDOS
Tabla I. Calculo de la velocidad de los carros
M1
M2
X1
X2
t
V1= X1/t
V2= X2/t
1183gr
2183gr
1168,6gr
1168,6gr
50cm
48cm
51cm
53cm
0.55seg
0.67seg
0.91m/s
0.72m/s
0.93m/s
0.79m/s
Tabla II. Conservación de la cantidad de movimiento
M1
1.183kg
2.183kg
M2
1.1686kg
1.1686kg
P10=M1.V10 P20=M2.V20
11kg/m/s
11kg/m/s
16kg/m/s
9.3kg/m/s
P1=M1.V1
1.1kg/m/s
1.6kg/m/s
P2=M2.V2
1.1kg/m/s
0.92kg/m/s
7.
7.1.
ANALISIS Y CONCLUSIONES
¿Existe alguna relación entre las velocidades de los carritos (V1 y V2) y
las distancias que recorren cada uno de ellos antes de chocar con su
respectiva barrera?
RTA: Si, que a mayor distancia, va haber mayor velocidad, por
consiguiente son directamente proporcionales.
7.2.
Que observa cuando coloca el ladrillo sobre uno de los carrito y acciona
el resorte?
RTA: Que el carro donde se coloca el ladrillo se vuelve por así decirlo
más rápido, es decir, necesita menos distancia y menos velocidad para
llegar a la barrera.
7.3.
Qué relación hay entre las cantidades de movimiento inicial y final de los
carritos en cada uno de los impactos?. Explique.
RTA: La relación que existe es que las dos son iguales al no colocar un
peso que difiera en su movimiento normal.
7.4.
La cantidad de movimiento total, se conserva?. Explique.
RTA: Si, ya que cuando se le agrega peso, la cantidad de movimiento
aumenta, en proporción al peso agregado.
7.5.
Porque una persona situada de pie sobre una superficie de hielo puede
resbalar, e incluso caer si empuja una pared?
RTA: Porque en la pared la cantidad de movimiento se conserva, en
cambio cuando un objeto se encuentra en movimiento, su cantidad
podría conservarse si se hace con una velocidad nula, si no la cantidad
de movimiento no se conserva.
7.6.
Si dos objetos chocan y uno esta inicialmente en reposo ¿Es posible que
ambos se encuentren en reposo después del choque?.
RTA: No, ya que el objeto que viene y choca le pasa su energía al que se
encontraba en reposo, entonces el que choca se queda en reposo y el
que recibe la energía sigue su movimiento.
8.
CONCLUSION

Gracias a este laboratorio aprendimos a comprobar la conservación de la
cantidad de movimiento en una o dos masas.

También, aprendimos a medir la cantidad de movimiento lineal de dos
masas, cuando actúa sobre ellas una fuerza externa.

Por otra parte descubrimos que cuando medimos la cantidad de
movimiento lineal de dos masas, su velocidad y la distancia son
proporcionales.
9.
BIBLIOGRAFIA

Guía Física 1 (Mecánica)

http://es.wikipedia.org/wiki/Cantidad_de_movimiento

http://usuarios.multimania.es/billclinton/ciencia/conserv_movim.htm