CHOQUES:
Antes de hablar de choques debemos definir dos conceptos:
1. Cantidad de
movimiento: La cantidad de movimiento es el producto de la velocidad por la
masa.
La cantidad de movimiento se representa con la letra p.
2. El impulso: El impulso se calcula
como el producto entre la fuerza y el tiempo durante el cual está aplicada
dicha fuerza.
El impulso lo simbolizamos con la letra I.
Además estas dos magnitudes se relacionan entre sí de la
siguiente forma:
EJEMPLO:
Calcula la cantidad de movimiento de una masa de 25 Kg que se
desplaza a una velocidad de 15 m/s. Y el impulso de esta misma masa si en un
segundo momento después de 8 segundos el objeto se desplaza a 25 m/s.
Para calcular la
cantidad de movimiento tan sólo aplicamos la fórmula:
Ahora nos piden que
calculemos el impulso, pero como no sabemos el valor de la fuerza, debemos
calcular el impulso con la siguiente fórmula:
Pero para ello debemos
calcular la cantidad de movimiento final, así:
Finalmente calculamos
el impulso:
CHOQUES:
Dentro de esta unidad estudiaremos que ocurre cuando dos objetos
colisionan.
Cuando hay un choque, los objetos pueden comportarse de
distintas formas y por eso existen 3 tipos de choques diferentes:
1. Choque elástico: Este choque se produce
cuando dos objetos chocan sin que se produzca ningún cambio en sus formas. En
estos casos, se conserva tanto la energía cinética como la cantidad de
movimiento.
Entonces, en este caso:
EJEMPLO:
Un cuerpo de masa 10 Kg lleva una velocidad de 20 m/s y choca
con un segundo cuerpo de masa 5 Kg que se encuentra en reposo. Al chocar los
cuerpos rebotan. Calcula las velocidades de cada uno de los objetos después del
choque.
Como se trata de un
choque elástico, debemos saber que se va a conservar la cantidad de movimiento
i la energía cinética.
Como tenemos dos
incógnitas, generaremos un sistema de ecuaciones que tenemos que resolver.
En primer lugar
generamos la ecuación de la cantidad de movimiento:
Generamos la segunda
ecuación con la energía cinética:
Una vez tenemos las dos
ecuaciones hechas podemos generar el sistema de ecuaciones:
Solucionamos el sistema
con cualquiera de los métodos, pero yo lo haré a partir del método de
sustitución:
Una vez aislada la
velocidad final del primer móvil, sustituimos en la segunda ecuación para
hallar la velocidad final del segundo móvil:
Una vez obtenida la
velocidad del segundo móvil, determinamos la del primero sustituyendo en la
primera ecuación.
Entonces el primer
móvil lleva después del choque una velocidad de 6,67 m/s y el segundo móvil
lleva una velocidad de 26,66 m/s después del choque.
2. Choque inelástico: En este choque uno de los objetos se
deforma durante la colisión. En este tipo de choque, la cantidad de movimiento
se conserva pero la energía no, ya que una parte de esta energía se pierde.
3. Choque totalmente
inelástico: En este choque los cuerpos se mueven juntos a la misma
velocidad, como si estuvieran pegados. En este tipo de choque se conserva la
cantidad de energía pero se pierde toda la energía empleada en el choque.
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