Choques y colisiones en física I

2. ¿QUE SON CHOQUES Y COLISIONES?
• EN LOS TAMAÑOS MÁS PEQUEÑO, LOS
ACELERADORES DE PARTÍCULAS ESTUDIAN LAS
COLISIONES DE PARTÍCULAS DE ALTA ENERGÍA.
• EN EL OTRO EXTREMO DEL ESPECTRO, EXISTEN LA
CREENCIA GENERALIZADA DE QUE LA COLISIÓN
DE LA TIERRA CON OTRO PLANETA ES MÁS
PEQUEÑO DIÓ LUGAR A FORMACIÓN DE LA LUNA
• UNA COLISIÓN ES EL ENCUENTRO REPENTINO DE
DOS CUERPOS, QUE EJERCEN UNA FUERZA ENTRE
SI, EN UN INTERVALO DE TIEMPO RELATIVAMENTE
CORTOEJEMPLO:UNA BOLA DE BILLAR QUE
GOLPEA A OTRA ES UN CASO HABITUAL DE
COLISIÓN,MUY A MENUDO, LA COLISIONES SE
MODELAN UTILIZANDO OBJETOS PARECIDOS A
BOLAS DE BILLAR, QUE FACILITAN SU
VISUALIZACIÓN

3. TIPOS:
COLISIÓN ELÁSTICA:
ES AQUELLA EN LA QUE SE CONSERVA TANTO EL
MOMENTO COMO LA ENERGÍA CINÉTICA DEL
SISTEMA. LOS OBJETOS QUE COLISIONAN
REBOTAN ENTRE SÍ SIN DEFORMARSE NI
PERDER MASA. UN EJEMPLO DE COLISIÓN
ELÁSTICA ES EL CHOQUE ENTRE DOS BOLAS DE
BILLAR.
COLISIÓN INELÁSTICA:
ES AQUELLA EN LA QUE SE CONSERVA EL
MOMENTO PERO NO LA ENERGÍA CINÉTICA DEL
SISTEMA. LOS OBJETOS QUE COLISIONAN SE
DEFORMAN O SE PEGAN, FORMANDO UN SOLO
OBJETO. UN EJEMPLO DE COLISIÓN INELÁSTICA
ES EL CHOQUE ENTRE UN COCHE Y UNA PARED.
EXPLOSIÓN:
ES EL CASO INVERSO A LA COLISIÓN
INELÁSTICA. UN SOLO OBJETO SE ROMPE EN
VARIOS FRAGMENTOS, AUMENTANDO LA
ENERGÍA CINÉTICA DEL SISTEMA. EL MOMENTO
SE CONSERVA, PERO SE REPARTE ENTRE LOS
FRAGMENTOS. UN EJEMPLO DE EXPLOSIÓN ES
EL ESTALLIDO DE UN PETARDO.

4. FENÓMENOS DE CHOQUES EN UNA
DIMENSIÓN
EN UNA COLISIÓN O CHOQUE INTERVIENEN DOS OBJETOS QUE EJERCEN
FUERZAS MUTUAMENTE. CUANDO LOS OBJETOS ESTÁN MUY CERCA
ENTRE SÍ O ENTRAN EN CONTACTO, INTERACCIONAN FUERTEMENTE
DURANTE UN BREVE INTERVALO DE TIEMPO.
EN UNA COLISIÓN O CHOQUE
INTERVIENEN DOS OBJETOS QUE
EJERCEN FUERZAS MUTUAMENTE.
CUANDO LOS OBJETOS ESTÁN MUY
CERCA ENTRE SÍ O ENTRAN EN
CONTACTO, INTERACCIONAN
FUERTEMENTE DURANTE UN BREVE
INTERVALO DE TIEMPO.
¿QUÉ ES UN CHOQUE ELÁSTICO E
INELÁSTICO?
UNA COLISIÓN ELÁSTICA PERFECTA, SE DEFINE COMO AQUELLA
EN LA QUE NO HAY PÉRDIDA DE ENERGÍA CINÉTICA EN LA
COLISIÓN. UNA COLISIÓN INELÁSTICA ES AQUELLA EN LA CUAL,
PARTE DE LA ENERGÍA CINÉTICA SE CAMBIA EN ALGUNA OTRA
FORMA DE ENERGÍA EN LA COLISIÓN.

5. CHOQUES EN DOS Y TRES DIMENSIONES
• LOS CHOQUES EN DOS Y TRES DIMENSIONES
INVOLUCRAN LA COLISIÓN Y MOVIMIENTO
POSTERIOR DE DOS O MÁS CUERPOS EN
DIFERENTES DIRECCIONES.
• SE CLASIFICAN EN ELÁSTICOS O INELÁSTICOS
DEPENDIENDO DE SI SE CONSERVA O NO LA
ENERGÍA CINÉTICA TOTAL DEL SISTEMA.
• PARA ANALIZAR ESTOS CHOQUES, SE APLICA EL
PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DEL MOMENTO
LINEAL, QUE ESTABLECE QUE EL MOMENTO TOTAL DE
UN SISTEMA AISLADO SE MANTIENE CONSTANTE EN
TODAS LAS DIRECCIONES. DE ESTA MANERA, SE
PUEDEN ESCRIBIR ECUACIONES PARA IGUALAR EL
MOMENTO ANTES Y DESPUÉS DEL CHOQUE EN CADA
DIRECCIÓN, LO QUE PERMITE ENCONTRAR LAS
VELOCIDADES FINALES DE LOS CUERPOS
INVOLUCRADOS.

6. IMPULSO Y CANTIDAD
DE MOVIMIENTO
• IMPULSO ES LA FUERZA APLICADA A UN CUERPO DURANTE UN TIEMPO
DETERMINADO. LA CANTIDAD DE MOVIMIENTO ES LA MASA DE UN
CUERPO MULTIPLICADA POR SU VELOCIDAD. EL PRINCIPIO DEL
IMPULSO Y LA CANTIDAD DE MOVIMIENTO ESTABLECE QUE LA SUMA
DE LOS IMPULSOS QUE ACTÚAN SOBRE UN CUERPO ES IGUAL AL
CAMBIO EN SU CANTIDAD DE MOVIMIENTO.
• EJEMPLOS: CUANDO UN BATEADOR GOLPEA UNA PELOTA, LA FUERZA
DEL BATE APLICA UN IMPULSOA LA PELOTA, LO QUE HACE QUE LA
PELOTA CAMBIE SU DIRECCIÓN Y VELOCIDAD. CUANDO UN AUTO
FRENA, LAS FUERZAS DE FRICCIÓN APLICAN UN IMPULSO AL AUTO, LO
QUE HACE QUE EL AUTO DISMINUYA SU VELOCIDAD. CUANDO UNA
BOMBA EXPLOTA, LA FUERZA DE LA EXPLOSIÓN APLICA UN IMPULSOA
LOS FRAGMENTOS DE LA BOMBA, LO QUE HACE QUE LOS FRAGMENTOS
SE DISPERSEN EN TODAS DIRECCIONES.
SE DEFINE COMO EL PRODUCTO DE LA FUERZA Y
EL TIEMPO DURANTE EL CUAL ACTÚA:
I = F * T
DONDE:
I ES EL IMPULSO
F ES LA FUERZA
T ES EL TIEMPO

7. EJERCICIO: DOS AUTOMÓVILES DE IGUAL MASA SE APROXIMAN A UN CRUCERO. UN
VEHÍCULO VIAJA CON UNA VELOCIDAD DE 130M/S HACIA EL ESTE, Y EL
OTRO VIAJA AL NORTE A UNA RAPIDEZ V2I. NINGUNO DE LOS
CONDUCTORES VE AL OTRO. LOS VEHÍCULOS CHOCAN EN EL CRUCERO Y
SE QUEDAN PEGADOS, DEJANDO MARCAS PARALELAS DE PATINAZO A UN
ÁNGULO DE 55º AL NORTE DEL ESTE. EL LÍMITE DE LA RAPIDEZ PARA
AMBOS CAMINOS ES DE 35MI/H, Y EL CONDUCTOR DEL VEHÍCULO QUE
SE DIRIGE AL NORTE DICE QUE ÉL ESTABA DENTRO DEL LÍMITE DE
RAPIDEZ CUANDO OCURRIÓ EL CHOQUE. ¿DICE LA VERDAD?
EN ESTE CASO SE TIENE UN CHOQUE COMPLETAMENTE INELÁSTICO. LO
CUAL AYUDARA A DETERMINAR LA VELOCIDAD A LA QUE SE MUEVEN LOS
AUTOS.

8. DATOS: P1 =Pf auto 1
m.V1I = (m+m) VF. cos 55º
m1. V1I = (2m) VF cos 55º
m1. V1I = (2m) VF cos 55º
m.V1I = VF
2m. Cos 55º
VF= V1 iiii
2. cos 55º
VF= 130m/s = 113,3240m/s
2. cos 55º
P1 =Pf auto 2
m2.V2I = (2.m) VF. sen 55º
m2.V2I = (2.m) VF. sen 55º
VI2= (2.m) VF. Sen 55º
m
VI2= 2. VF. Sen 55º
VI2= 2. 113,324Om/s. sen 55º
Vi2= 185,6591 m/s
EJE X EJE Y

9. 35mi . 1607 . 1h = 15,6430m/s
h 1mi 3600s
PODEMOS DETERMINAR QUE EL
CONDUCTOR MINTIÓ, EL MANEJABA EN
EXCESO AL LIMITE ESTABLECIDO