universidad autonoma de san luis potosi facultad de...

UNIVERSIDAD

AUTONOMA DE SAN LUIS

POTOSI

FACULTAD DE INGENIERIA

MATERIA:

CINETICA

PROFESORA:

DRA. SORAIDA ZUÑIGA

PROYECTO COLISIONES

CICLO ESCOLAR 2014 – 2015/II

24 DE MARZO DE 2015

EQUIPO:

MORENO LARA JOSÉ MANUEL

BRIONES LÓPEZ JUAN ÁNGEL

TORRES MARTÍNEZ CLAUDIO RAFAEL

URIEL FLORES CASTILLO

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Contenido 1. Introducción ................................................................................................................................ 3

2. Colisión Lineal con bolas de billar ............................................................................................... 5

2.1 Procedimiento. .......................................................................................................................... 5

2.2 Análisis en Tracker ..................................................................................................................... 6

2.3 Evaluación de resultados ........................................................................................................... 8

3. Colisión oblicua con bolas de billar ............................................................................................. 9

3.1 Procedimiento. .......................................................................................................................... 9

3.2 Análisis en Tracker ................................................................................................................... 10

3.3 Evaluación de resultados ......................................................................................................... 12

4. Colisión Lineal con pelotas de plástico (una persona movimiento) .......................................... 13

4.1 Procedimiento. ........................................................................................................................ 13



5. Colisión Lineal con pelotas de plástico (dos personas movimiento) ........................................ 17

5.1 Procedimiento. ........................................................................................................................ 17



6. Conclusión ................................................................................................................................. 20

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1. Introducción

Colisión o choque: Proceso de interacción interno de un sistema (de dos cuerpos) entre los que se

transfiere momento y energía e incluso masa.

Usamos el término colisión para describir un proceso durante el cuál dos partículas interaccionan

por medio de fuerzas.

Se supone que la fuerzas debidas a la colisión son mucho mayores que cualquier otra fuerza

externa presente Podemos utilizar la aproximación del impulso.

El intervalo de tiempo durante el cuál las velocidades de las partículas cambian de sus valores

iniciales a los finales se supone que es pequeño.

Una colisión puede ser el resultado del contacto físico entre dos objetos. Esta situación resulta

habitual cuando se trata de dos objetos macroscópicos (bolas de billar…).

Pero debe generalizarse a situaciones en las que las partículas que han colisionado

(interaccionando por medio de fuerzas) no han llegado nunca a estar “en contacto”

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Colisión lineal: Los choques frontales son las más fáciles de describir ya que solamente, precisan la

aplicación del principio de conservación del momento lineal y la definición de coeficiente de

restitución.

m1u1 =m1v1+m2v2 (1)

-e·u1=v1-v2 (2)

Colisión oblicua: Parámetro de impacto. Se denomina parámetro de impacto b, a la distancia entre

la dirección de la velocidad u1 del primer disco y el centro del segundo disco en reposo. La relación

entre el parámetro de impacto b y el ángulo θ que forma la dirección de la velocidad u1 del primer

disco y la recta que pasa por los centros de ambos discos, cuando entran en contacto en el

momento del choque, se puede apreciar en la figura.

b=(r1+r2)·senθ

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2. Colisión Lineal con bolas de billar

2.1 Procedimiento. 1. Colocar las dos bolas y tenerlas en posición de reposo.

2. Marcar la distancia de un metro para el posterior análisis en Tracker.

3. Golpear la bola blanca en la dirección del plano de impacto para que al golpear la bola roja

esta obtenga la velocidad de la bola blanca y quede en reposo.

Posición Inicial de las bolas

Posición final en la línea de impacto

Línea de impacto

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2.2 Análisis en Tracker Bola Blanca: Masa A

Bola Roja: Masa B

Graficas de velocidad bola blanca:

7

Graficas de velocidad bola roja:

8

2.3 Evaluación de resultados

𝑒 =𝑉𝑏2 − 𝑉𝑎2

𝑉𝑎1 − 𝑉𝑏1

Velocidad m/s

Va1 3.24

Va2 0.02

Vb1 0.0028

Vb2 3.00

𝑒 =3 − 0.02

3.24 − .0028= 0.9205

∴ Debido a que el coeficiente resituación e es muy cercano a uno se concluye que se presenta

un coeficiente de fricción de rozamiento muy pequeño.

9

3. Colisión oblicua con bolas de billar

3.1 Procedimiento. 1. Colocar las dos bolas y tenerlas en posición de reposo.


3. Lanzar las bolas con un determinado angulo para que en el momento de impacto

coincidan con el plano de impacto y al golpear cambien sus direcciones.

Posición Inicial de las bolas

Posición final de las bolas

Línea de impacto

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3.2 Análisis en Tracker

Bola Amarilla: Masa A

Bola Roja: Masa B

Graficas de velocidad bola naranja:

11

Graficas de velocidad bola roja:

12


𝑒 =𝑉𝑏𝑥2 − 𝑉𝑎𝑥2

𝑉𝑎𝑥1 − 𝑉𝑏𝑥1

Ángulo Inicial

Ángulo Final

Ma 33.5 32.2

Mb 33.9 35.5

Velocidad m/s

Va1 2.32

Va2 2.28

Vb1 2.42

Vb2 2.34

Velocidad m/s

Va1x 2.34

Va2x 2.21

Vb1x 2.31

Vb2x 2.22

Va1y -1.41

Va2y 1.41

Vb1y 1.38

Vb2y -1.39

𝑒 =2.24 − 2.22

2.34 − 2.31= 0.667

∴ Debido a que el coeficiente resituación e es muy cercano a uno se concluye que se presenta

un coeficiente de fricción de rozamiento muy pequeño. Además al evaluar las velocidades en

la dirección se observa que se presenta el cambio de signo y que las magnitudes son iguales en

un caso y en las otras muy aproximadas.

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4. Colisión Lineal con pelotas de plástico (una persona

movimiento)

4.1 Procedimiento. 1. Una persona se coloca con una pelota y permanece estática.

2. Otra persona toma una pelota y corre para golpear a quien está en reposo.


Posición Inicial

Posición final

Línea de impacto

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4.2 Análisis en Tracker Pelota Naranja: Masa A

Pelota Roja: Masa B

Graficas de velocidad pelota naranja:

15

Graficas de velocidad pelota roja:

16


Velocidad m/s

Va1 3.98

Va2 0

Vb1 0

Vb2 3.79



𝑒 =3.79 − 0

3.98 − 0= 0.952

∴ Como se puede observar al evaluar el coeficiente de restitución se obtiene un valor cercano

a uno, esto es, que la velocidad de A se transmite a B con muy poca perdida.

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5. Colisión Lineal con pelotas de plástico (dos personas

movimiento)

5.1 Procedimiento. 1. Cada persona se coloca con una pelota y toma velocidad.

2. Realizar in impacto central en la misma línea de acción.


Posición Inicial

Posición final

Línea de impacto

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5.2 Análisis en Tracker Pelota Naranja: Masa A

Pelota Roja: Masa B

Graficas de velocidad pelota naranja:

19

Graficas de velocidad pelota roja:

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Velocidad m/s

Va1 2.93

Va2 -1.52

Vb1 -2.28

Vb2 1.85



𝑒 =1.85 − (−1.52)

2.93 − (−2.28)= 0.646

∴ Como se puede observar al evaluar el coeficiente de restitución se obtiene un valor medio,

esto es, que la velocidad de A se transmite a B con poca perdida.

6. Conclusión

Si no existen fuerzas externas, la cantidad de movimiento total, o bien el momentum

lineal total del sistema de dos partículas, se conserva tras la colisión, en general fue

una muy buena práctica. Esto se pudo observar al realizar las prácticas anteriores

pues los coeficientes de restitución que se obtuvieron expresan cuanta cantidad de

movimiento se perdió en cada colisión.

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