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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
2
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
4.2 Análisis en Tracker ................................................................................................................... 14
4.3 Evaluación de resultados ......................................................................................................... 16
5. Colisión Lineal con pelotas de plástico (dos personas movimiento) ........................................ 17
5.1 Procedimiento. ........................................................................................................................ 17
5.2 Análisis en Tracker ................................................................................................................... 18
5.3 Evaluación de resultados ......................................................................................................... 20
6. Conclusión ................................................................................................................................. 20
3
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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2.3 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.
2. Marcar la distancia de un metro para el posterior análisis en Tracker.
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:
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3.3 Evaluación de resultados
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.
3. Marcar la distancia de un metro para el posterior análisis en Tracker.
Posición Inicial
Posición final
Línea de impacto
14
4.2 Análisis en Tracker Pelota Naranja: Masa A
Pelota Roja: Masa B
Graficas de velocidad pelota naranja:
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4.3 Evaluación de resultados
Velocidad m/s
Va1 3.98
Va2 0
Vb1 0
Vb2 3.79
𝑒 =𝑉𝑏𝑥2 − 𝑉𝑎𝑥2
𝑉𝑎𝑥1 − 𝑉𝑏𝑥1
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.
3. Marcar la distancia de un metro para el posterior análisis en Tracker.
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:
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5.3 Evaluación de resultados
Velocidad m/s
Va1 2.93
Va2 -1.52
Vb1 -2.28
Vb2 1.85
𝑒 =𝑉𝑏𝑥2 − 𝑉𝑎𝑥2
𝑉𝑎𝑥1 − 𝑉𝑏𝑥1
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.