Catálogo general eXperimentos de FísiCa

MECánICA MOvIMIEnTOs DE TrAsLACIón DE unA MAsA punTuAL
Tercer axioma de Newton y leyes de choques - Registro y evaluación con VideoCom (P1.3.4.4_a)
No de Cat. Artículo
337 130 Carril, 1,5 m 1
337 110 Carro 2
337 114 Masas adicionales, par 1
337 112 Muelle de choque para carril 2
337 47USB VideoCom USB 1
300 59 Trípode 1
Adicionalmente se requiere:
PC con Windows 2000/XP/Vista/7
Confirmación del tercer axioma de Newton
P1.3.4.4 (a)
1
WWW.LD-DIDACTIC.COM ExpErIMEnTOs DE FísICA
P1.3.4
La cámara de video CCD de una línea es capaz de grabar imágenes
a una frecuencia de hasta 160 imágenes por segundo. Esta resolución
temporal es suficientemente alta para representar el proceso
real de una colisión (compresión y extensión de ballestas) entre dos
cuerpos en un trayecto. En otras palabras, VideoCom registra las
posiciones s 1(t) y s 2(t) de los dos cuerpos, sus velocidades v 1(t) y
v 2(t), así como sus aceleraciones a 1(t) y a 2(t) aun durante la colisión.
El balance de energía e impulso puede ser verificado no solamente
antes y después de la colisión, sino también durante la misma.
En el experimento P1.3.4.4 se registra el choque elástico entre dos
deslizadores de masas m 1 y m 2. La evaluación muestra que la cantidad
de movimiento
( ) = ⋅ ( ) + ⋅ ( )
p t m v t m v t
1 1 2 2
de todo el proceso permanece constante aún durante el choque mismo.
Por el contrario, la energía cinética
( ) = ⋅ ( ) + ⋅ ( )
E t m v t m 1 2 2 2
1 v2 t
2 2
alcanza un valor mínimo durante el choque, lo cual es explicado por
el almacenamiento de energía debido a la deformación de los muelles.
Además, se verifica el tercer axioma de Newton en la forma
m1 ⋅ a1 ( t ) = −m2 ⋅ a2 ( t )
Del diagrama de velocidad - tiempo se toma el instante t 0 en el cual
ambos deslizadores tienen la misma velocidad
( ) = ( )
v t v t
1 0 2 0
Conservación de la cantidad
de movimiento
P1.3.4.4
Tercer axioma de Newton y leyes de
choques - Registro y evaluación con
VideoCom
y la distancia s 2 – s 1 de los deslizadores es mínima. Los valores absolutos
de las aceleraciones a 1 y a 2 en el instante t 0 son máximos ya
que en ese instante los muelles han alcanzado su máxima tensión.