Descripción de la tarea
Aparentemente en los siguientes videos puedes ver dos situaciones que aparentemente no guardan ninguna relación. Sin embargo, los choques de bolas de billar y la propulsión de una lanzadera espacial se pueden estudiar usando el concepto de cantidad de movimiento y aplicando su principio de conservación.
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Para realizar esta tarea vas a tener que manipular la siguiente animación. Se trata de un laboratorio de choques. No te asustes por las palabras en inglés porque son fáciles de entender.
En primer lugar estudiaremos los choques completamente elásticos. Para ello en la barra de selección "Elasticidad" escoge el valor 100%.
Pulsa sobre "Mostrar valores" para visualizar los valores de velocidad y cantidad de movimiento.
Selecciona diferentes valores para las masas en los selectores y cambia las velocidades iniciales arrastrando el extremo del vector velocidad de cada bola y provoca diferentes choques.
- Completa las siguientes tablas prestando atención al sentido del movimiento de las bolas y anotando un signo positivo para las velocidades que apunten hacia la derecha y un signo negativo para las que apunten hacia la izquierda.
Antes |
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Bola 1 |
Bola 2 | |||||||
Masa | Velocidad |
Cantidad de movimiento |
Energía cinética |
Masa | Velocidad | Cantidad de movimiento |
Energía cinética |
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Masas iguales |
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Masa 1>Masa 2 | ||||||||
Masa1<Masa 2 |
Después |
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Bola 1 |
Bola 2 | |||||||
Masa | Velocidad |
Cantidad de movimiento |
Energía cinética |
Masa | Velocidad | Cantidad de movimiento |
Energía cinética |
|
Masas iguales |
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Masa 1>Masa 2 | ||||||||
Masa1<Masa 2 |
Total |
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Antes del choque |
Después del choque |
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Cantidad de movimiento |
Energía cinética |
Cantidad de movimiento |
Energía cinética |
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Masas iguales |
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Masa 1>Masa 2 | ||||
Masa1<Masa 2 |
- Repite ahora el mismo proceso pero con un choque completamente inelástico. Para ello deberás seleccionar 0% en el selector "Elasticidad". Completa las siguientes tablas.
Antes |
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Bola 1 |
Bola 2 | |||||||
Masa | Velocidad |
Cantidad de movimiento |
Energía cinética |
Masa | Velocidad | Cantidad de movimiento |
Energía cinética |
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Masas iguales |
||||||||
Masa 1>Masa 2 | ||||||||
Masa1<Masa 2 |
Después | ||||||||
Bola 1 |
Bola 2 | |||||||
Masa | Velocidad |
Cantidad de movimiento |
Energía cinética |
Masa | Velocidad | Cantidad de movimiento |
Energía cinética |
|
Masas iguales |
||||||||
Masa 1>Masa 2 | ||||||||
Masa1<Masa 2 |
Total |
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Antes del choque |
Después del choque |
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Cantidad de movimiento |
Energía cinética |
Cantidad de movimiento |
Energía cinética |
|
Masas iguales |
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Masa 1>Masa 2 | ||||
Masa1<Masa 2 |
A la vista de los resultados anteriores, responde a las siguientes cuestiones:
- ¿Cambia la cantidad de movimiento de cada bola tras un choque?
- ¿Cambia la cantidad de movimiento del conjunto de las dos bolas tras un choque elástico? ¿Y tras uno inelástico?
- ¿Cambia la energía cinética de cada bola tras un choque?
- ¿Cambia la energía cinética del conjunto de las dos bolas tras un choque elástico? ¿Y tras uno inelástico?
- Redacta un párrafo donde resumas tus conclusiones.
En los accidentes de tráfico se dan dos colisiones de forma muy frecuente: los alcances y las colisiones frontales. En los alcances un vehículo choca con otro a menor velocidad o en reposo por detrás. Imagina dos vehículos de 1800 y 1200 kg. El primero se mueve a 20 m/s y el segundo a 10 m/s. Tras la colisión ambos vehículos quedan empotrados.
- Aplica la conservación de la cantidad de movimiento para determinar la velocidad tras el choque de ambos vehículos en el caso de que el primer vehículo alcance al segundo.
- Repite los cálculos para el caso de que ambos vehículos choquen frontalmente.
- ¿Cómo serán las pérdidas de energía cinética en cada caso?
- ¿Qué choque crees que es más peligroso? ¿Por qué?