CHOQUE INELÁSTICO Una bala que se empotra en un taco de

CHOQUE INELÁSTICO
Una bala que se empotra en un taco de madera constituye un choque inelástico.
Una bala (masa Mb y velocidad vb) choca contra un cuerpo de madera en reposo
(masa Mm, y velocidad vb=0). Después de incrustarse, el conjunto bala+cuerpo se
mueven con una única velocidad, vbm. Este es un claro ejemplo en el que se
cumple el principio de conservación de la cantidad de movimiento, pero no de la
energía:
Mb vb + Mm 0 = (Mb + Mm) vbm
Si el conjunto bala+cuerpo deslizan por una superficie horizontal con rozamiento,
el sistema se detendrá tras desplazarse una distancia, que llamamos d.
La fuerza de rozamiento R viene determinada por:
R = µ (Mb + Mm) g
y provoca una desaceleración a del sistema:
R= (Mb + Mm) a
Igualando ambas expresiones deducimos la aceleración:
a=µg
Si medimos el espacio d, recorrido hasta la parada y aplicamos la ecuación
cinemática, con una aceleración negativa, pues es de frenada:
vf2 = vbm2 – 2 a d
Como la velocidad final es cero, despejando podemos conocer la velocidad inicial
del conjunto bala+cuerpo:
vbm = 2ad = 2 μ gd
Con esta velocidad podemos determinar la velocidad inicial de la bala:
M + Mm
M + Mm
vb = b
vbm = b
2 μ gd
Mb
Mb
De manera que se puede medir la velocidad de un bala vb de masa conocida Mb,
midiendo la distancia d, que recorre incrustada en otro cuerpo de masa Mm, en su
deslizamiento por una superficie con coeficiente de rozamiento conocido µ.
CHOQUE INELÁSTICO
Desarrollo Experimental
Vamos a determinar la velocidad de una bala midiendo la distancia que recorre
sobre una superficie con rozamiento tras incrustarse en otro cuerpo.
Caso 1: Cambio en la masa del cuerpo
• En los deslizadores de la parte inferior marca la masa de madera Mm
suficiente mente grande y la bala Mb inicialmente pequeña, que anotamos
en la tabla adjunta. Toma nota también del coeficiente de rozamiento µ.
• Pulsa el botón Disparo y anota la distancia recorrida d.
• Pulsa el botón =Velocidad para un nuevo disparo, cambia la masa del
cuerpo con el deslizador apropiado.
• Calcula las velocidades:
vbm = 2ad = 2 μ gd
M + Mm
M + Mm
vb = b
vbm = b
2 μ gd
Mb
Mb
• Repite el proceso hasta completar la tabla y calcular la velocidad media de
la bala Vm.
Mm (kg)
Mb (kg)
µ
d (m)
vbm (m/s)
vb (m/s)
vm =
Caso 2º: Cambio en la masa de la bala.
Completa la tabla:
Mm (kg)
Mb (kg)
µ
e (m)
vbm
(m/s)
vb
vm
(m/s)
=