CANTIDAD DE MOVIMIENTO LINEAL

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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

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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:

Σp

i

=Σp

F

3. INTRODUCCION Y OBJETIVOS

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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

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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 p

f

la cantidad de movimiento al final del intervalo y p

0

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

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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

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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 X

1

y X

2

(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.

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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

M

1

M

2

X

1

X

2

t V

1

= X

1

/t V

2

= X

2

/t

1183gr 1168,6gr 50cm 51cm 0.55seg 0.91m/s 0.93m/s

2183gr 1168,6gr 48cm 53cm 0.67seg 0.72m/s 0.79m/s

Tabla II. Conservación de la cantidad de movimiento

M

1

M

2

P

10

=M

1

.V

10

P

20

=M

2

.V

20

P

1

=M

1

.V

1

P

2

=M

2

.V

2

1.183kg 1.1686kg 11kg/m/s 11kg/m/s 1.1kg/m/s 1.1kg/m/s 2.183kg 1.1686kg 16kg/m/s 9.3kg/m/s 1.6kg/m/s 0.92kg/m/s

7. ANALISIS Y CONCLUSIONES

7.1. ¿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.

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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.

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 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

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 http://usuarios.multimania.es/billclinton/ciencia/conserv_movim.htm

Figure

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