Choques frontales

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Dinámica
El rozamiento por 
deslizamiento
Medida del coeficiente
dinámico
Medida del coeficiente
estático
Movimiento circular
Trabajo y energía
Conservación de la
energía (cúpula)
Trabajo y energía
(el bucle)
Sistema de partículas
marca.gif (847 bytes)Choques frontales
Péndulo balístico
Choques bidimensionales
Movimiento de una esfera
en un fluido viscoso
Medida de la viscosidad
de un fluido
Descenso de un
paracaidista
Movimiento de un sistema
de masa variable
Movimiento de un cohete
en el espacio exterior
Fundamentos físicos

java.gif (886 bytes) Actividades

 

El objetivo del programa interactivo es el de observar los choques frontales de dos partículas en el sistema-L y en el sistema–C.

 

Fundamentos físicos

Supongamos que la segunda partícula u2=0, está en reposo antes del choque. La conservación de la conservación del momento lineal

choques3.gif (907 bytes)

De la definición del coeficiente de restitución e

De estas dos ecuaciones obtenemos las velocidades de las partículas después del choque

En el sistema de referencia del centro de masas las velocidades antes y después del choque son

Como vemos se cumple que el momento lineal se conserva en el sistema-C

m1u1cm+m2u2cm=0

m1v1cm+m2v2cm=0

La energía perdida en la colisión Q la podemos hallar como la diferencia de las energías cinéticas después del choque y antes del choque bien referidas al sistema-L o al sistema-C. Pero es mucho más fácil calcular esta diferencia en el sistema-C.

 

Actividades

Para observar los choques frontales, se introducen los siguientes parámetros en los correspondientes controles de edición

  • El coeficiente de restitución, un valor comprendido entre 0 y 1. El valor de 1 corresponde a un choque elástico
  • El cociente entre las masas m2/m1. Donde m2 es la masa de la partícula que está inicialmente en reposo, y m1 la masa de la partícula inicialmente en movimiento.
  • La velocidad de la primera partícula u1

Pulsamos el botón titulado Empieza. En la mitad superior del applet se representa el choque frontal en el sistema-L del laboratorio. Una cruz de color azul representa la posición del centro de masas del sistema formado por las dos partículas interactuantes.

En la parte inferior, se representa el mismo choque en el sistema-C del centro de masas

Se proporcionan los datos correspondientes a la velocidad de las partículas antes del choque y después del choque tanto en el sistema–L como en el sistema-C. Se representan también los momentos lineales en forma de vectores antes del choque y después del choque. De este modo el lector puede comprobar de forma visual la conservación del momento lineal.

El botón titulado Pausa sirve para parar momentáneamente el movimiento, que se reanuda cuando se vuelve a pulsar el mismo botón titulado ahora Continua. Pulsando en el botón titulado Paso se observa la posición de las partículas en cada intervalo de tiempo, paso a paso.

Se recomienda al lector, que resuelva el mismo problemas de choques frontales y compruebe su solución con el programa interactivo

Como ejemplo se recomienda aquél en el que las masas son iguales, la relación entre masas m2/m1 es igual a la unidad y el choque es elástico (e=1).

stokesApplet aparecerá en un explorador compatible con JDK 1.1.