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EXPERIMENTOS SOBRE CHOQUES Y REBOTES |
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Utilizando el sensor de fuerza y el sensor de
movimiento realizamos experimentos sobre rebotes
y choques más o menos elásticos, comprobando en
qué grado se verifica la ley de conservación la
cantidad de movimiento. |
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En uno de los experimentos los
alumnos estudian el rebote de un carrito en una
barrera magnética. El objetivo del experimento es
investigar si la fuerza magnética de repulsión
devuelve
toda la energía y toda la cantidad de movimiento al carrito,
como tendría que ocurrir si el choque fuera
perfectamente elástico.
Se constata que, en efecto, el carrito pierde
muy poca velocidad en el rebote.
Clic
encima de la imagen adjunta
para consultar
este experimento. |
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Los mismos alumnos
realizan un segundo análisis de este experimento con
Modellus, teniendo en cuenta que, como el rozamiento
entre el carrito y el carril es muy pequeño (se trata de
un carril especial), el movimiento del carrito es casi
uniforme, antes y después del rebote. |
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Aceptando esta
premisa, el análisis con Modellus estudia
el grado de concordancia entre el movimiento de
un carrito virtual que sigue las leyes de la
física (atendiendo a los valores experimentales
de la velocidad previamente obtenidos con el
sensor de posición) y el movimiento del carrito
real (filmado por los alumnos durante el
experimento con el sensor).
Clic
encima de la imagen adjunta
para consultar
este estudio. |
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El caso
extremo opuesto a esta situación es el estudio de un
choques violentos, casi
inelásticos, como el de una bola lanzada sobre una superficie
rígida. |
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En un
curso de formación docente, un grupo de
profesores estudió esta situación. Usaron un
sensor de fuerza para recibir los impactos de la
bola y determinaron
el impulso ejercido para diferentes velocidades
del choque.
Para ver
resultados de este experimento, haz clic encima de la
figura adjunta. |
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Ya hemos
dicho que algunos carritos están preparados para chocar entre
ellos prácticamente sin tocarse (imanes).
También se pueden acoplar, quedando juntos después de colisionar (mediante
una superficie de fieltro) y
avanzan por el carril (de rozamiento muy
pequeño) con movimientos casi uniformes si dicho carril
se coloca en posición horizontal. Estas cualidades del
equipo experimental facilitan el planteamiento de una amplia variedad de
experimentos sobre conservación de la cantidad
de movimiento involucrando a dos carritos y
previendo choques adecuados entre ellos. |
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En uno de estos experimentos los estudiantes lanzan un carrito a
chocar contra otro al que arrastra después del
choque. Puesto que se conocen las masas de los
carritos (y se pueden modificar a voluntad
añadiendo pesas encima de ellos), los
estudiantes, antes de realizar las experiencias, prevén la relación entre la
velocidad del carrito lanzado antes del choque y
la del conjunto después.
Para ver resultados de uno de estos experimentos, haz clic encima de la imagen adjunta. |
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Otra situación en la que se puede prever un
resultado sencillo es lanzar un carrito sobre
otro, procurando que después del choque el
primero quede en reposo e impulse al segundo.
Después de practicar diversos lanzamientos los
grupos estudian esta situación, donde también
constatan la ley de conservación de la cantidad
de movimiento. Para estudiar esta situación se
requiere usar de forma
simultánea dos sensores de movimiento, uno
para registrar las posiciones de cada carrito.
Para ver resultados de uno de este experimento, haz clic
encima de la imagen adjunta. |
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Nos referimos finalmente a una variedad de
experimentos en los que los estudiantes lanzan
dos carritos en sentido opuesto hasta que
chocan. Los lanzan con diferentes velocidades y
también con masas diferentes (encima de los
carritos se coloca un sobre-peso) Para aplicar
el principio de conservación de la cantidad de
movimiento a estos casos, se requiere tener
cuidado (especialmente con el signo de las
velocidades) al sustituir los valores de las
masas y las velocidades antes y después del
choque.
Para ver resultados de uno de estos experimentos, haz clic
encima de la imagen adjunta. |
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