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Este documento contiene el procedimiento experimental para realizar dos experimentos de física clásica utilizando canicas. Se explican los pasos a seguir para construir el dispositivo, medir las masas, alturas y velocidades, y calcular los resultados utilizando las ecuaciones de la conservación de la energía mecánica y el momento lineal. El documento incluye tablas para registrar los datos y preguntas para reflexionar sobre el concepto de momento lineal y las características de choques elásticos y inelásticos.
Typology: Exercises
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PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL: EXPERIMENTO 1 a. Construya una estructura como la que se muestra en la figura 1. Figura 1 Alcance: “x” La superficie de la derecha es donde quedan marcados los registros sobre el lugar donde cae el objeto esférico. Mida las masas m1 y m2 (lo puede hacer con el dinamómetro que se construyó anteriormente), si le es posible con una pequeña báscula electrónica o calcule por comparación con las monedas de circulación, la moneda de un peso tiene masa aproximada de 4 g, la moneda de 5 pesos tiene masa aproximada de 7 g y la moneda de 10 pesos, una masa aproximada de 10 g. Registre los valores de las masas de las canicas en la tabla 1. Para el experimento, elija dos masas diferentes (canicas). b. Sujete con un hilo a la canica m1 de tal forma que quede a una altura similar a la de m2, pero sin que roce la superficie donde se apoya la m2. El impacto de la m1 a la m2 debe ser aproximada en su centro de masa c. Colocar la masa m2 en reposo sobre la plataforma (vi2 = 0). Mida la altura de plataforma donde se ubica la canica 2 (h2) d. Fije con cinta adhesiva sobre la base de la plataforma una hoja blanca y una hoja de papel carbón para marcar el impacto de la masa m2 en la colisión. (ó piense en alguna manera de realizar las marcas para tomar la medición después). e. Se levanta la masa m1 hasta la altura h1(registrar también la altura que se levanta la canica con la regla) y se suelta para que colisione de frente con la masa m2 que está en reposo. Se observa que la masa m2 sale disparada en una trayectoria parabólica a un alcance X. f. Calcule la velocidad inicial de m1 antes del choque y la velocidad final después del choque, con las ecuaciones de choque elástico y aplicando la ley de conservación de la energía mecánica (ecuaciones del inciso 12 de la introducción teórica), registrar los valores en la tabla 1
m1 =6gr Vi m2 = 4gr Vi h1 = 15cm Vf h2= 22cm Vf Tabla 1 g. Repetir la experimentación al menos cinco veces para obtener una serie de impactos que se marcarán sobre la hoja, la altura que se levante la m1 siempre deberá ser la misma en las repeticiones, busque que el impacto sea frontal, descarte aquellos impactos que no son frontales. h. Mida los impactos marcados sobre la hoja que se encuentra fija a partir de la ubicación de reposo de la m2, registre los valores en la tabla 2 y determine el alcance promedio experimental X. alcance 1 2 3 4 5 Xprom X 36.5cm 36.8cm 34.3cm 35.2cm 33.2cm 35.2cm Tabla 2 i. Calcule la distancia recorrida en un movimiento parabólico con el dato de la Vf2 con las ecuaciones de cinemática. Compare con el resultado de la Xprom del experimento. Obtenga la diferencia del error experimental y el error calculado. Para hacer el cálculo teórico considere la energía potencial inicial debida a la altura que sube la primer canica para impactar a la otra. Su conversión a energía cinética con la cual se llega a la ecuación 9 y después calcule el alcance “x” del movimiento parabólico. EXPERIMENTO 2