DEBER FISICA

1. (física)

2. El choque

 se define como la colisión entre dos o más cuerpos.
 Un choque físico o mecánico es percibido por una
repentina aceleración o desaceleración causada
normalmente por un impacto, por ejemplo, de una
gota de agua, aunque también una explosióncausa
choque; cualquier tipo de contacto directo entre dos
cuerpos provoca un choque. Lo que mayormente lo
caracteriza es la duración del contacto que,
generalmente, es muy corta y es entonces cuando se
transmite la mayor cantidad de energía entre los
cuerpos.
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3. Colisiones

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En una colisión intervienen dos objetos que ejercen fuerzas mutuamente. Cuando los objetos están
muy cerca entre si o entran en contacto, interaccionan fuertemente durante un breve intervalo de
tiempo. Las fuerzas de éste tipo reciben el nombre de fuerzas impulsivas y se caracterizan por su
acción intensa y breve. Un caso de este tipo de interacción, por ejemplo, es la colisión de dos
carros que lleven montados parachoques magnéticos. Estos interactúan incluso sin llegar a
tocarse, es lo que se considera colisión sin contacto.
 Las fuerzas que se ejercen mutuamente son iguales y de sentido contrario. Si el choque es elástico
se conservan tanto el momento lineal como la energía cinética del sistema, y no hay intercambio
de masa entre los cuerpos, que se separan después del choque. Si el choque es inelástico la energía
cinética no se conserva y, como consecuencia, los cuerpos que colisionan pueden sufrir
deformaciones y aumento de su temperatura.
 Según la segunda ley de Newton la fuerza es igual a la variación del momento lineal con respecto
al tiempo. Si la fuerza resultante es cero, el momento lineal constante. Ésta es una ley general de la
Física y se cumplirá ya sea el choque elástico o inelástico. En el caso de un choque:

Esto supone, en el caso especial del choque, que el momento lineal antes de la interacción será
igual al momento lineal posterior al choque.
 Para caracterizar la elasticidad de un choque entre dos masas se define un coeficiente de
restitución como:
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4. Efectos de choque
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 La mecánica de choque tiene el potencial de dañar, deformar, etc:
• Un cuerpo frágil se puede fracturar. Por ejemplo, dos copas de cristal pueden
romperse en caso de colisión una contra el otra. Una cizalla en un motor está
diseñada para la fractura con cierta magnitud de choque.
• Un objeto dúctil se puede doblar por una conmoción (deformar). Por ejemplo, una
jarra de cobre se puede curvar cuando cae en el suelo.
• Algunos objetos no se dañan por un único choque, pero si se produce fatiga en el
material con numerosas repeticiones de choques de bajo nivel.
• Un efecto de choque puede resultar sólo daños menores, que pueden no ser críticos
para su uso. Sin embargo, daños menores acumulados de varios efectos de
choques, eventualmente resultarán en que el objeto sea inutilizable.
• Un choque puede no producir daño aparente de inmediato, pero podría reducir la
vida útil del producto: la fiabilidad se reduce.
• Algunos materiales como los explosivos se pueden detonar con mecánicas de
choque o impacto.
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5. Consideraciones
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 Cuando las pruebas de laboratorio, la experiencia sobre un
terreno, o de ingeniería indica que un objeto puede ser dañado
por un choque, debería considerarse tener algunas
precauciones:
 Reducir y controlar la fuente de entrada del choque (origen).
 Modificar el objeto para mejorar su resistencia o mejorar el
control del choque.
 Usar amortiguadores o algún material que absorba el golpe
(como materiales muy deformables) a fin de controlar la
transmisión del choque sobre el objeto, esto reduce el pico de
aceleración y amplía la duración del choque.
 Plan de fracasos: Aceptar algunas pérdidas. Tener sistemas
redundantes; utilizar los más seguros; etc.
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6. Choque elástico
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 En física, se denomina choque elástico a una colisión
entre dos o más cuerpos en la que éstos no sufren
deformaciones permanentes durante el impacto. En
una colisión elástica se conservan tanto el momento
lineal como la energía cinética del sistema, y no hay
intercambio de masa entre los cuerpos, que se
separan después del choque.
 Las colisiones en las que la energía no se conserva
producen deformaciones permanentes de los cuerpos
y se denominan inelásticas
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7. Choque perfectamente
elástico
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 En mecánica se hace referencia a un choque perfectamente
elástico cuando en él se conserva la energía cinética del sistema
formado por las dos masas que chocan entre sí.
 Para el caso particular que ambas masas sean iguales, se
desplacen según la misma recta y que la masa chocada se
encuentre inicialmente en reposo, la energía se transferirá por
completo desde la primera a la segunda, que pasa del estado de
reposo al estado que tenía la masa que la chocó.
 En otros casos se dan situaciones intermedias en lo referido a
las velocidades de ambas masas, aunque siempre se conserva la
energía cinética del sistema. Esto es consecuencia de que el
término "elástico" hace referencia a que no se consume energía
en deformaciones plásticas, calor u otras formas.
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8. Choque inelástico

 Un choque inelástico es un tipo de choque en el que
la energía cinética no se conserva. Como
consecuencia, los cuerpos que colisionan pueden
sufrir deformaciones y aumento de su temperatura.
En el caso ideal de un choque perfectamente
inelástico entre objetos macroscópicos, éstos
permanecen unidos entre sí tras la colisión. El marco
de referencia del centro de masaspermite presentar
una definición más precisa.
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9. Choque perfectamente
inelástico
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 De un choque se dice que es "perfectamente inelástico" (o
"totalmente inelástico") cuando disipa toda la energía cinética
disponible, es decir, cuando el coeficiente de restitución vale
cero. En tal caso, los cuerpos permanecen unidos tras el
choque, moviéndose solidariamente (con la misma velocidad).
 La energía cinética disponible corresponde a la que poseen los
cuerpos respecto al sistema de referencia de su centro de masas.
Antes de la colisión, la mayor parte de esta energía corresponde
al objeto de menor masa. Tras la colisión, los objetos
permanecen en reposo respecto al centro de masas del sistema
de partículas. La disminución de energía se corresponde con un
aumento en otra(s) forma(s) de energía, de tal forma que
el primer principio de la termodinámica se cumple en todo
caso.
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10. Fuerza de choque
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 La fuerza de choque, en los deportes como la escalada que se sirven
de cuerdas, es la fuerza que la cuerda transmite al escalador en el momento
en que se detiene una caída. A medida que el escalador asciende acumula
un potencial de caída cada vez mayor. Al ocurrir una caída, esa energía
potencial se convierte en energía cinética. Las técnicas de escalada
(aseguramiento) y el equipo de seguridad (cuerdas, mosquetones, etc.) que
se utilizan buscan disminuir el efecto de esta caída sobre el escalador. El
alargamiento de la cuerda, el roce entre la cuerda y los seguros, o el propio
compañero que brinda seguro, sirven para absorber parte de la energía
cinética de la caída. Aquella porción de energía que no pueda disiparse,
será absorbida por el escalador mismo y es lo que se denomina fuerza de
choque. La magnitud de esa energía va a depender del peso del escalador,
del factor de caída (la fuerza de la caída o factor de caída determina la
dureza o gravedad de una caída) y de las características de la cuerda, las
que permitirán absorber mayor o menor cantidad de energía.
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