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Carritos Chocones
Carritos Chocones
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Ideas
Ideas para
para
hoy
hoy
• Momentum • Impulso
• Conservación del momentum • Momentum Angular
• Conservación del momentum angular • Impulso Angular
• Fuerza y Energía Potencial
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Pregunta Inicial
Pregunta Inicial
Usted estUsted estáámontado en el borde de un carrusel montado en el borde de un carrusel de parque que est
de parque que estáágirando. Si se desplaza girando. Si se desplaza hacia el centro del carrusel:
hacia el centro del carrusel: ¿¿Que le pasarQue le pasarááa la a la velocidad de rotaci
velocidad de rotacióón del carrusel?n del carrusel?
A.
A. AumentarAumentaráá.. B.
B. DisminuirDisminuiráá.. C.
C. ContinuarContinuarááigual.igual.
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Observaciones sobre Carritos
Observaciones sobre Carritos
Chocones
Chocones
Los carros que se estáLos carros que se están moviendo tienden a seguir n moviendo tienden a seguir moviendose.
moviendose.
Cambiar el movimiento de un carro toma un tiempoCambiar el movimiento de un carro toma un tiempo
Los impactos alteran las velocidades y velocidades Los impactos alteran las velocidades y velocidades angulares.
angulares.
Frecuentemente, parece que los carros intercambiaran Frecuentemente, parece que los carros intercambiaran sus movimientos.
sus movimientos.
Los carros mas cargados son los máLos carros mas cargados son los más difs difííciles de ciles de reorientar.
reorientar.
Los carros máLos carros más livianos salen disparados en las s livianos salen disparados en las colisiones.
colisiones.
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3 Preguntas sobre los Carros
3 Preguntas sobre los Carros
Chocones
Chocones
¿¿Un carro en movimiento porta una Un carro en movimiento porta una ““fuerzafuerza””??
¿¿Un carro que gira porta un Un carro que gira porta un ““torquetorque””??
En un piso desnivelado. En un piso desnivelado. ¿¿En que direcciEn que direccióón se n se acelera un carrito choc
acelera un carrito chocóón?n?
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Pregunta 1
Pregunta 1
¿¿Un carro en movimiento porta una Un carro en movimiento porta una ““fuerzafuerza””? ?
Arrancar y detener un carrito chocArrancar y detener un carrito chocóón parece n parece requerir una
requerir una ““inversiinversióónn””y un y un ““desembolsodesembolso””de de alguna cantidad de movimiento con
alguna cantidad de movimiento con una una
direcci
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Momentum
Momentum
Un carrito chocóUn carrito chocón que se desplaza porta momentumn que se desplaza porta momentum
Momentum es:Momentum es:
Una cantidad que se conserva (no se crea ni se destruye)Una cantidad que se conserva (no se crea ni se destruye)
Una cantidad con direcciUna cantidad con direccióón. ( cantidad vectorial)n. ( cantidad vectorial)
Una medida de la dificultad de alcanzar la velocidad actual.Una medida de la dificultad de alcanzar la velocidad actual. momentum = masa
momentum = masa velocidadvelocidad
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El carro de bomberos es 13 veces más masivo que el automóvil y tendrá 13 veces mas
momentum a la misma velocidad.
¡También requiere 13 veces más impulso para detenerlo!
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Intercambio de Momentum
Intercambio de Momentum
Se intercambia momentum mediante impulsos.Se intercambia momentum mediante impulsos.
Un impulso es:Un impulso es:
La La úúnica forma de transferir momentumnica forma de transferir momentum
Una cantidad con magnitud y direcciUna cantidad con magnitud y direccióón. (vector) n. (vector) impulso = fuerza
impulso = fuerza tiempotiempo
Cuando el carroCuando el carro11da un impulso al carroda un impulso al carro22, el carro, el carro2 2 le le da un impulso igual y de sentido contrario al carro da un impulso igual y de sentido contrario al carro11..
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Colisiones Frontales
Colisiones Frontales
Se intercambia momentum mediante impulsos.Se intercambia momentum mediante impulsos.
El momentum total no cambia.El momentum total no cambia.
El carro con menor masa sufre el mayor cambio El carro con menor masa sufre el mayor cambio de velocidad.
de velocidad.
Los mas pequeLos mas pequeñños disfrutan mos disfrutan máás.s.
Bumper Cars 11 F t = mvf– mvi= Impulso Or mvf– mvi F = t
• Colisión rápida = ¡GRAN FUERZA! • Colisión lenta = Fuerza Pequeña
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La conservación de momentum
lineal afirma qué:
En ausencia de fuerzas externas el
vector momentum lineal total, antes
de una colisión es el mismo después
de la colisión.
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Pregunta Pregunta:: ¿
¿Se Se conservaconservael momentum en el momentum en estaestacolisicolisióónn?? Antes de la colisión Después de la colisión 3000kg 3000kg 2000kg 2000kg (A) Sí (B) No Bumper Cars 15 Colisi
Colisióónnelelásticaástica: no hay pérdida de Energía cinética. Colisi
Colisióónninelineláásticastica:: Se pierde Energía Cinética.
¡El Momentum siempre se conserva! (Si no hay fuerzas externas)
Esta es una colisión inelástica
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¡
¡
La
La
F
F
í
í
sica
sica
te
te
convertir
convertir
á
á
en un
en un
billarista
billarista
perro
perro
!
!
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Pregunta 2
Pregunta 2
¿¿Un carro que gira porta un Un carro que gira porta un ““torquetorque””? ?
Hacer girar y detener la rotaciHacer girar y detener la rotacióón de un carrito n de un carrito choc
chocóón parece requerir una n parece requerir una ““inversiinversióónn””y un y un “
“desembolsodesembolso””de alguna cantidad de de alguna cantidad de movimiento rotacional con
movimiento rotacional con una direcciuna direccióónn definida.
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Momentum Angular
Momentum Angular
Un carro que gira porta momentum angular.Un carro que gira porta momentum angular.
El momentum angular es:El momentum angular es:
Una cantidad que se conserva (no se crea ni se destruye)Una cantidad que se conserva (no se crea ni se destruye)
Una cantidad con direcciUna cantidad con direccióón. ( cantidad vectorial)n. ( cantidad vectorial)
Una medida de la dificultad de alcanzar la velocidad angular Una medida de la dificultad de alcanzar la velocidad angular actual.
actual.
momentum angular = masa rotacional
momentum angular = masa rotacional velocidad angularvelocidad angular
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Tercera ley de Newton del
Tercera ley de Newton del
Movimiento Rotacional
Movimiento Rotacional
Para cada torque que un cuerpo ejerce en un Para cada torque que un cuerpo ejerce en un segundo cuerpo, existe un torque igual y opuesto segundo cuerpo, existe un torque igual y opuesto ejercido por el segundo objeto sobre el primero. ejercido por el segundo objeto sobre el primero.
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Courtesy of Prof. Gollin, UIUC physics
Momentum Angular Total = 0 !todo el tiempo!
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Observe la conservaci
Observe la conservació
ón del
n del
Momentum
Momentum
Angular
Angular
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Intercambio de Momentum Angular
Intercambio de Momentum Angular
Se intercambia momentum angular, mediante impulsos Se intercambia momentum angular, mediante impulsos angulares
angulares
Un impulso angular es:Un impulso angular es:
La La úúnica forma de transferir momentum angular.nica forma de transferir momentum angular.
Una cantidad con magnitud y direcciUna cantidad con magnitud y direccióón. (vector).n. (vector). impulso angular = torque impulso angular = torque tiempotiempo
Cuando el carroCuando el carro11da un impulso áda un impulso áng.. al carrong.. al carro22, el , el carro le da un impulso ááng. igual y de sentido ng. igual y de sentido
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Observando las Colisiones
Observando las Colisiones
Se intercambia momentum angular mediante impulsos Se intercambia momentum angular mediante impulsos angulares.
angulares.
El momentum angular total alrededor de un punto El momentum angular total alrededor de un punto escogido en el espacio permanece constante escogido en el espacio permanece constante
El carro con la menor masa rotacional alrededor de ese El carro con la menor masa rotacional alrededor de ese punto escogido es el que m
punto escogido es el que máás cambia su velocidad s cambia su velocidad angular.
angular.
Los pasajeros máLos pasajeros más peques pequeñños tienden a ser puestos a os tienden a ser puestos a girar intensa y frecuentemente.
girar intensa y frecuentemente.
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Antes
Después
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La Masa Rotacional puede Cambiar
La Masa Rotacional puede Cambiar
La masa no puede cambiar, entonces la La masa no puede cambiar, entonces la úúnica nica forma en que un cuerpo puede cambiar su forma en que un cuerpo puede cambiar su velocidad, es que cambie su momentum. velocidad, es que cambie su momentum.
La masa rotacional sLa masa rotacional síípuede cambiar, entonces puede cambiar, entonces un cuerpo que cambia su forma puede cambiar un cuerpo que cambia su forma puede cambiar su velocidad angular sin cambiar su momentum su velocidad angular sin cambiar su momentum angular
angular
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Pregunta Inicial
Pregunta Inicial
(revisitada)(revisitada)
Usted estUsted estáámontado en el borde de un carrusel montado en el borde de un carrusel de parque que est
de parque que estáágirando. Si se desplaza girando. Si se desplaza hacia el centro del carrusel:
hacia el centro del carrusel: ¿¿Que le pasarQue le pasarááa la a la velocidad de rotaci
velocidad de rotacióón del carrusel?n del carrusel?
A.
A. AumentarAumentaráá.. B.
B. DisminuirDisminuiráá.. C.
C. ContinuarContinuarááigual.igual.
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Pregunta 3
Pregunta 3
En un piso desnivelado. En un piso desnivelado. ¿¿En que direcciEn que direccióón se n se acelera un carrito choc
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Aceleraci
Aceleració
ón y Energ
n y Energí
ía Potencial
a Potencial
Un cuerpo acelera en la direcciUn cuerpo acelera en la direccióón en que n en que mmáássse se reduce su energ
reduce su energíía potencial.a potencial.
Las fuerzas estLas fuerzas estáán relacionadas con las energn relacionadas con las energíías as potenciales!
potenciales!
Un carro en un piso desnivelado acelera en la Un carro en un piso desnivelado acelera en la direcci
direccióón en la cual su energn en la cual su energíía potencial total se a potencial total se reduzca m
reduzca máás rs ráápidamente.pidamente.
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Resumen sobre Carritos Chocones
Resumen sobre Carritos Chocones
Durante las colisiones, los carritos chocones Durante las colisiones, los carritos chocones intercambian:
intercambian:
momentum mediante impulsos.momentum mediante impulsos.
momentum angular mediante impulsos angulares.momentum angular mediante impulsos angulares.
Las colisiones tienen un efecto menor en:Las colisiones tienen un efecto menor en:
Los carros con masas grandes.Los carros con masas grandes.
Los carros con masas rotacionales grandes.Los carros con masas rotacionales grandes.
