laboratorio con nestor gatica

1. Impulso, cantidad de movimiento y
Coeficiente de restitución.
Viernes 10 octubre/ Viernes 17 octubre.
Universidad de Santiago de Chile. Física II para ingeniería.
Profesor: Néstor Gatica Hernández.
Alejandra Rosende, Ignacio Salas.
1. Resumen.
En esta experiencia de laboratorio se estudiaran el impulso – cantidad de movimiento y
coeficiente de restitución de los cuerpos, para lo cual se realizaron dos actividades, la primera
de ellas en se determinó el impulso – cantidad de movimiento que experimenta un carro sujeto
a un resorte que se desliza sobre un riel de aluminio, para lo cual se estudiaron la fuerza y la
velocidad de este carro en ciertos intervalos de tiempos. Para determinar el coeficiente de
restitución se estudió el rebote de una pelota de pin-pon sobre una superficie.
2. Introducción.
La cantidad de movimiento o momento lineal
es una magnitud física de tipo vectorial que
describe el movimiento de un cuerpo.
Matemáticamente, el momento lineal 푝⃗ se
define como: 푝⃗ = 푚 ∙ 푣⃗.
La cantidad de movimiento obedece a una
ley de conservación, lo cual significa que la
cantidad de movimiento total de todo
sistema cerrado no puede ser cambiada y
permanece constante en el tiempo.
Se denomina Impulso a la magnitud física,
denotada I, a la variación en el momento
lineal que experimenta un objeto físico en un
sistema cerrado. Matemáticamente
expresamos el impulso como 퐼 = Δ푝⃗.
3. Procedimiento experimental.
Los materiales utilizados en ambas
actividades fueron:
- Riel, marca Pasco Cientific.
- Soporte universal.
- Carro móvil.
- Resorte.
- Balanza. sensibilidad 0,1[g] y error
0,1[g].
- Programa Data Studio.
- Sensor de movimiento.
- Sensor de Fuerza.
- Pelota ping pon.
Montaje Actividad 1:
Se arma el montaje expuesto en la guía, se
estira el carro y el resorte al cual está
enganchado, luego se suelta el carro y se
registran los datos entregados por el sensor
de fuerza y movimiento mientras el resorte
vuelve a su longitud original.
Montaje Actividad 2:
Se arma el montaje expuesto en la guía, se
suelta la pelota de ping pon mientras el
sensor de movimiento registra información.
4. Datos
Experiencia 1:
El promedio de datos que se usarán en la
experiencia será el siguiente:
푚푐푎푟푟표 = 0,513[푘푔]
푡1 = 0,5[푠], 푣푡1 = 0,05 [
푚
푠
]
푡2 = 1[푠], 푣푡2 = 0,79 [
푚
푠
]

2. Esto último representa la velocidad en un
tiempo t1 y t2 para realizar el análisis.
5. Desarrollo experimental:
Verificación experimental de la relación
entre el cambio de momentum lineal:
Para lograr este objetivo, se recurre a la
ecuación:
푚 · 푣푖 ⃗⃗⃗⃗ +Σ∫퐹⃗
푑푡 = 푚 · ⃗푣⃗⃗⃗푓⃗
Reemplazando los valores se tiene:
0,513 · 0,05 + Σ∫퐹⃗
푑푡 = 0,513 · 0,79
∫퐹⃗
푑푡 = 0,38 [
푘푔 · 푚
푠
]
El área bajo la curva de los datos obtenidos
para 푡1 = 0,5[푠] 푘푔·푚
y 푡2 = 1[푠] es 0,40 [
푠
] ,
este valor debiese coincidir con el resultado
de la integral otorgada por la fórmula,
comprobando así que el impulso es
equivalente a la variación del momentum
lineal
Error relativo:
ε% =
|0,38 − 0,40|
0,38
∙ 100
ε% = 5,3%
Experiencia 2:
Datos: El gráfico adjuntado permite
encontrar la relación entre los rebotes de la
pelota.
Grafico1: posición vs tiempo.
De este gráfico se utilizará
ℎ1 = 0,382[푚]
ℎ2 = 0,286[푚]
Determinar el coeficiente de restitución:
Como el coeficiente de restitución es:
ℎ2
ℎ1
푒 = √
Se procede a reemplazar los valores,
quedando lo siguiente:
0,286
0,382
푒 = √
푒 = 0,87
6. Análisis de Resultados.
Experimento 1:
Verificación experimental de la relación
entre el cambio de momentum lineal:
Para lograr este objetivo, se utilizó la fórmula
de impulso. Con esto, se reemplazó la masa y
la velocidad para t1= 0,5 segundos y para t2=

3. 1 segundo. De esta fórmula, se despeja un
푘푔·푚
valor correspondiente a 0,38 [
푠
]. Luego,
del gráfico fuerza versus tiempo, se calcula el
área bajo la curva entre dichos t1 y t2, lo que
푘푔·푚
corresponde a 0,40 [
푠
] siendo la integral
correspondiente. Dicho valor debería ser
equivalente otorgado por la fórmula,
comprobando así que el impulso es la
variación del momentum lineal. En este caso
se presenta un 5.3% de error, que se puede
asociar a una posible falta de homogeneidad
en el resorte, alguna irregularidad por parte
del equipo al momento de comenzar o
detener las mediciones, entre otros.
Experiencia 2:
Determinar el coeficiente de restitución:
Para obtener el coeficiente de restitución
fueron necesarios múltiples intentos, se
realizaron los cálculos con el gráfico que
representó de mejor forma el movimiento
estudiado. En base a la información otorgada
por este mismo, se determinó que la altura
inicial fue 0,566[m]. A esta altura, se le
restaron los puntos obtenidos, entregando
así ℎ1, ℎ2, ℎ푛, siendo “n” el n-ésimo rebote.
El valor del coeficiente de restitución
obtenido representa un choque inelástico, lo
que se condice con la naturaleza y
condiciones del experimento. Esto deja
conforme al equipo de trabajo.
7. Conclusión
Al concluir la experiencia, se puede decir que
se cumplieron con los objetivos planteados
en el desarrollo experimental. Por un lado
comprobando que el impulso corresponde a
la variación del momentum lineal, y por otro,
encontrando el valor del coeficiente de
restitución correspondiente a un sistema que
incluye un choque inelástico por parte de la
bola y el piso. No obstante, frente al error
presente en la primera experiencia, cabe
decir que quizás con intervalos mayores de
tiempo y espacio podría haberse logrado
mayor precisión en los valores obtenidos. Se
espera poder contemplar esta situación en
las siguientes experiencias.
8. Bibliografía
[1] - Física I, Luis Rodríguez V, Universidad de
Santiago de Chile.