Laboratorio de Explosión

Laboratorio de Explosión
PSI Física
Nombre: ____________________________________
Objetivos:
 Descubrir la ley de conservación del momento
 Predecir el movimiento resultante de la explosión de dos objetos.
Materiales:
 Dos (2) carros dinámicos con émbolo retráctil
 Pista dinámica (opcional)
 Dos (2) reglas de un metro
 Dos (2) Libros (parachoques)
 Conjunto de Masas
Explosiones son eventos en los que el objeto (o un grupo de objetos que se están
tocando) se separan violentamente. En este experimento, investigarás la explosión
que ocurre entre un par de carros que se están tocando y luego se separan de repente.
Procedimiento Experimental:
1. Pesa los carros hasta los 0.1 kg más cercanos (100 g). Los carros pueden tener
pequeñas masas unidas; no las saques. Ambos carros deben tener
aproximadamente la misma masa. Registra la masa de un carro en la tabla de la
página siguiente.
2. Coloca las dos reglas (con el lado de los cm hacia arriba) con su extremo cero
tocando. Si tienes una pista dinámica, configura paralela a las reglas, de manera
que el punto medio de la pista esté al lado de donde se tocan
3. Coloca los dos carros juntos de manera que sus émbolos se toquen y uno de
ellos se encuentre comprimido. Asegúrate de que el punto medio de los dos
carros se alinee con el lugar donde las dos reglas se encuentran.
4. Coloca un libro sobre el lado izquierdo para que actúe pared o parachoques a
60 cm desde el extremo del carro. No debes mover el libro.
5. Con los carros ubicados de esta manera, estima la distancia a la que debe ser
ubicado el segundo libro en el lado derecho para que los carros los golpeen al
mismo tiempo. Suelta el resorte y observa cuidadosamente cómo los carros
golpean los libros. Si los carros no llegan al mismo tiempo, ajusta la ubicación
del libro a la derecha hasta que lo hagan. Registra esta distancia en la primera
fila de la tabla.
6. Repite el paso 5 añadiendo 1x, 2x y finalmente 3x la masa del carro al carrito de
la derecha. Registra esta distancia en la fila correspondiente de la tabla (masa
añadida = 1x, 2x o 3x carrito).
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Tabla de Análisis de los Datos:
m1
(kg)
Masa del
carro
Masa del
carro de
la
izquierda
Masa
agregada
al carro
derecho
0 x carro
1 x carro
2 x carro
3 x carro
M
(kg)
m2=m1+M
(kg)
d1
(m)
d2
(m)
Masa
agregada
al carro
de la
derecha
Masa del
carro de
la
derecha
(= masa
del carro
+ masa
agregada)
Posición
del libro
desde el
carro
izquierdo
Posición
del libro
desde el
carro
derecho
0
m1d1
(kg/m)
m2d2
(kg/m)
m1d1+ m2d2
nota: es
negativo
–0.60
–0.60
–0.60
–0.60
Nota: Para los fines de este experimento, cualquier movimiento hacia la izquierda será
considerado negativo, y cualquier movimiento a la derecha será considerado positivo.
Esto significa que cuando se calcula m1d1 para el carro izquierdo, la respuesta será
negativa.
Análisis:
1. Completa la tabla anterior
a) Calculando los valores de m1d1 y m2d2
b) Calculando la suma de m1d1 y m2d2 para cada fila.
2. Antes de que se libere el resorte,
a. ¿Cuál es el impulso, mv, de cada carrito?
m1v1 = _______
m2v2 = _______
b. ¿Cuál es el impulso de ambos carros m1v1+m2v2?
m1v1+m2v2 = ________
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3. Debido a que los carros se mueven a velocidades constantes después de que se
liberan, la distancia de cada carro puede ser representado por 𝑑 = 𝑣𝑡. Y ya que
el tiempo que ambos carros tardan para llegar a sus respectivas distancias es el
mismo, podemos dividir cada m1d1 and m2d2 por t. Así que podemos decir que
los momentos de los dos carros después de la explosión, m1v’1 y m2v’2 tendrán
la misma relación entre sí como m1d1 y m2d2. Usando este conocimiento
a. ¿Qué se puede concluir acerca de la relación entre la dinámica de los
carros inmediatamente después de la explosión? Escribe una ecuación
entre el momento del carro de la izquierda y el momento del carro de la
derecha justo después de la explosión.
b. ¿Qué se puede concluir sobre el momento total de los carros
inmediatamente después de la explosión?
4. La Conservación del Momento es uno de los principios fundamentales de la
física. El momento de un sistema se conserva (no cambia debido a un evento) si
y sólo si no hay fuerzas externas actuando sobre los objetos del sistema. ¿Se
conserva el momento en este experimento?
Aplicación:
5. Mientras estás en tu práctica de tenis, te fijas en la máquina que está disparando
pelotitas y te das cuenta que se trata de una explosión. Sabes que la masa de
una pelota de tenis es de 0.06 kg, y la masa del lanzador es de 12 kg. Después
de que lanza una pelota de tenis, observas que el lanzador se mueve hacia atrás
a una velocidad de 0.2 m / s. ¿Qué tan rápido se están lanzando las pelotas de
tenis? (Sugerencia: usa la ecuación que ha encontrado en la pregunta 3. a)
anterior)
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