UNIVERSIDAD CENTRAL DE ECUADOR

En 1668, la Real Sociedad de Londres propuso a la consideración de los matemáticos, la teoría de la colisión de los cuerpos y presentasen una proposición correcta y definitiva de ello. John Wallis, Christopher Wren y Christian Huygens ofrecieron soluciones similares y correctas, todas basadas en lo que hoy se conoce como conservación del momento lineal, pero, mientras que Wren y Huygens reducían su teoría a las colisiones elásticas, Wallis tuvo en cuenta también las colisiones inelásticas.

El fruto de estos trabajos apunta al descubrimiento de la primera ley de conservación. En particular Huygens demuestra experimentalmente que el momento de una dirección fija antes de la colisión de dos cuerpos es igual al momento en esa dirección tras la colisión.

CHRISTIAAN HUYGENS

Matemático, astrónomo y físico holandés. Hijo del poeta renacentista Constantin Huygens, pronto demostró un gran talento para la mecánica y las matemáticas. Estudió en la Universidad de Leiden y en el Colegio de Breda.

Destacan, sobre todo, el descubrimiento del mayor satélite de Saturno, Titán (1650), y la correcta descripción de los anillos de Saturno, que llevó a cabo en 1659. Más tarde se trasladó a París, donde permaneció desde 1666 a 1681, fecha de su regreso a La Haya.

JULIUS VON MAYER

Físico alemán, médico cirujano y fisiólogo, llevó a cabo la determinación del equivalente mecánico del calor y enunció el principio de conservación de la energía, principio que intentó aplicar a los seres vivos. Entre sus obras destacan Fuerzas de la naturaleza inorgánica(1842) y Notas sobre el equivalente mecánico del calor(1851).

JOHANNES MARCUS MARCI

Johannes Marci nació en Lanškroun, cerca de la frontera entre las tierras históricas de Bohemia y Moravia. Estudió con Atanasio Kirchner, y pasó la mayor parte de su carrera como profesor dela Universidad Charlesen Praga, en física realizó importantes contribuciones en óptica. Pero sin duda su libro más importante fue el De proportionemotus (1639) que contiene la primera teoría de colisiones entre cuerpos.

RENÉ DESCARTES

También llamado Renatus Cartesius, nacio La Haye, Francia, el 31 de marzo de 1596-y murió en Estocolmo, Suecia, 11 de febrero de 1650. Descarte propuso para todas las ciencias y disciplinas, el método cartesiano, que, consiste en descomponer los problemas complejos en partes progresivamente más sencillas

Choques Elásticos

1. Elásticos

Si las fuerzas entre los cuerpos son conservativas, de manera que no se pierde ni gana energía mecánica en el choque, la energía cinética total del sistema es la misma antes y después. Un choque entre dos canicas o dos bolas de billar es casi totalmente elástico. En los choques elásticos se conservan tanto la cantidad de movimiento como la energía cinética.

Choques Inelásticos

2. Inelásticos

Un choque en el que la energía cinética total final es menor que la inicial es un choque inelástico. En un choque inelástico las fuerzas internas hacen trabajo, por lo que la energía cinética del sistema ya no permanece constante, aunque el momento lineal sigue conservándose. Si el trabajo de las fuerzas internas es negativo, la energía cinética del sistema disminuirá durante la colisión.

Choques Totalmente Inelásticos

3. Totalmente Inelásticos.

Un choque inelástico en el que los cuerpos se pegan y se mueven como uno solo después del choque es un choque totalmente inelástico. En los choques totalmente inelásticos, los cuerpos que chocan se mueven tras la colisión con la misma velocidadde manera que parecen estar pegados y se comportan como un único cuerpo. En este tipo de choques se conserva la cantidad de movimiento, pero toda la energía puesta en juego en el choque se transforma en calor o deformación y no se recupera para el movimiento.

En el dispositivo para experimentos de choque unidimensional. Los relojes se ponen en marcha y se detienen eléctricamente, mediante interruptores disparados por los carritos.Empezamos con dos carritos que pueden moverse libremente sobre la pista; la misión es estudiar como el movimiento de uno afecta al otro. Los carritos no se perturbarán entre si a menos que entren en contacto directo.

1.

En primer lugar, consideremos las velocidades de los dos cuerpos en interacción antes y después de choque. Mas adelante estudiaremos que ocurre durante el tiempo de choque (a menudo muy corto). Variando las condiciones experimentales, es decir, los tamaños y masas de los carritos, la naturaleza de las superficies de contacto entre los carritos, el material de que están hechos, las velocidades iniciales, etc. Estudiaremos que son variables importantes y como depende de esas variables el éxito del choque.

2.

Los experimentos de choque explorativos indican que la relación entre las velocidades final e inicial de los cuerpos parece depender del tamaño y material de los cuerpos y de la naturaleza de las superficies de contacto entre ellos. La masa inerte de los cuerpos jugara un papel importante en los choques, ya que esta propiedad es la que expresa la resistencia de los cuerpos a cambiar sus estados de movimiento.

3.

CANTIDAD DE MOVIMIENTO

4.

El producto mv resulta de ser una cantidad importante a la que se le da el nombre de cantidad de movimiento y su símbolo es p. Un cuerpo de pequeña masa, pero animado de una velocidad grande, puede tener la misma cantidad de movimiento que otro mas másico pero que lleve menos velocidad.

=​​Es decir, la cantidad de movimiento total era nula antes de uer lcarritos de separanas),

podemos decir que la cantidad de movimiento no a variado o que se ha conservado a consecuencia de la colisión.

CONSERVACION DE LA CANTIDAD DE MOVIMIENTO

5.

CONSERVACION DE LA CANTIDAD DE MOVIMIENTO

6.

Para el estudio del choque de los carritos A y B. Los relojes 1 y 3 miden el tiempo que emplean A y B en recorrer una distancia fija antes de chocar, y así se obtienen va y vb​​​​​. Los relojes 2 y 4 miden el tiempo que emplean los carritos en recorrer una distancia fija después del choque, y así pueden obtenva' y vb'′​​​​​​′​​. Un sistema de rieles eléctricos impide que se ponga en marcha el reloj 2 hasta que el carrito A haya pasado sobre el interruptor de detención del reloj 1.

7.

Independientemente de la forma de interacción y de la masa de los carritos, se encuentra que siempre

′​​+​​​​​​′​​se referirán a condiciones antes del choque y las cantidades con acento se referirán a las condiciones después del choqueeloj 1.

En la tabla puede verse un ejemplo de datos experimentales obtenidos en un choque, de tipo de resorte, entre dos carritos exactamente iguales que se mueven uno hacia el otro sobre la pista con celeridades diferentes. Los interruptores eléctricos de la pista están separados 50 cm. Las agujas de los relojes) completan una revolución cada segundo y pueden leerse con una precisión del 3% cuando el tiempo es igual o mayor que medio segundo. Este resultado es compatible con el principio de conservación de la cantidad de movimiento dentro de la precisión del experimento.