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Hilo: Fuerzas generadas en el choque

  1. #1
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    Predeterminado Fuerzas generadas en el choque

    Cuando un objeto a velocidad constante choca con uno que está en reposo, ¿que fuerzas se producen?
    Por ejemplo si un coche circula a 30m/s suponiendo un rozamiento nulo y por lo tanto aceleración 0, y choca con otro coche que esta en reposo, ¿que fuerzas se producen si ningun coche tenia aceleración?

  2. #2
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    Predeterminado Re: Fuerzas generadas en el choque

    durante la colisión las fuerzas son de repulsión electrostática .... los campos electricos de los electrones exteriores de los atomos que se encuentranen la superficie de contacto de uno de los coches interactúan con los del otro coche.
    be water my friend.

  3. El siguiente usuario da las gracias a skynet por este mensaje tan útil:

    DavidRodr11 (15/04/2018)

  4. #3
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    Predeterminado Re: Fuerzas generadas en el choque

    Vale gracias.
    Y hay alguna forma de medir cual es la fuerza wue se genera y a que velocidad ira cada objeto después del choque??

  5. #4
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    Predeterminado Re: Fuerzas generadas en el choque

    Para estudiar choques se utiliza la conservación del momento lineal y la conservación de la energía:

    * La conservación de la energía total si el choque no es perfectamente elástico mediante el concepto de coeficiente de restitución

    * O la conservación de la energía cinética si el choque es perfectamente elástico) y también se utiliza el concepto de impulso

    Saludos.
    "Das ist nicht nur nicht richtig, es ist nicht einmal falsch!"

  6. El siguiente usuario da las gracias a Alriga por este mensaje tan útil:

    DavidRodr11 (15/04/2018)

  7. #5
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    Predeterminado Re: Fuerzas generadas en el choque

    Hola David, esa pregunta simple , tiene varios aspectos a tener en cuenta. Vayamos por partes

    Un choque en mecánica clásica es una interacción que sucede casi instantáneamente, la fuerza que hace un objeto sobre otro se aplica en breves instantes.

    Además hay que considerar que sucede con los objetos luego de chocar, ejemplo se deforman?, quedan unidos? rebotan?, cada uno de estos casos se analiza distinto.

    Supón un objeto de masa m que chocan con otro de masa M más grande, el objeto m tiene velocidad v y el otro velocidad V (también puedes suponer que uno tiene velocidad nula o 0 pero sería un caso particular.)

    Sabrás que se nombra cantidad de movimiento al producto de de la masa por la velocidad del objeto y se la escribe con la letra p



    asi tenemos p =mv en un objeto y en el otro P=MV

    Bueno lo que sucede en un choque es que uno de los objetos le transfiere parte de su cantidad de movimiento al otro, que quiere decir que la suma de las cantidades de movimiento iniciales es igual la suma de las cantidades de movimiento finales . Esto se denomina conservación de la cantidad de Movimiento.

    si agrego el sub indice i para el inicio y f para el final

    tenemos

    p_i+P_i=p_f+P_f o bien

    mv_i+MV_i=mv_f+MV_f

    pero esto no es suficiente para determinar como se distribuyen las velocidades

    para ello se usa otra conservación.. la de la energía cientica

    la energía cinetica es E_c=\frac 12 mv^2

    En los choques elasticos o colisiones elasticas la energía cinetica de ambas masas se conserva totalmente entonces

    \sum E_c_i=\sum E_c_f

    \frac 12 mv_i^2+\frac 12 MV_i^2=\frac 12 mv_f^2+\frac 12 MV_f^2

    con las dos ecuaciones 1 y 2 tienes un sistema de 2 ecuaciones con dos incógnitas y puedes calcular cuales son las velocidades finales sabiendo las iniciales

    En los choques inelasticos o colisiones inelasticas ambas masa queda unidas , la energía cinetica de ambas masas no se conserva totalmente entonces

    \sum E_c_i\neq\sum E_c_f

    la energía cinética de ambas masas unidad cumplirá

    \frac 12 mv_i^2+\frac 12 MV_i^2=\frac 12 (m+M)V'_f^2

    con las dos ecuaciones 1 y 2' tambien tienes un sistema de 2 ecuaciones con dos incógnitas y puedes calcular cuales es la velocidad final sabiendo las iniciales

    En la vida real los objetos que chocan se deforman parcialmente, emiten sonido, vibran es decir pierden energía cinetica parcialmente, aunque queden separados, ese porcentaje perdido se lo asocia a un coeficiente de restitución elastica,

    C_R = - \dfrac{v_f-V_f}{v_i-V_i}

    teniendo en cuenta 1 y 3 también puedes armar un sistema de ecuaciones para hallar las velocidades finales




    Buen vayamos ahora al tema de la fuerza

    Cuando un un objeto cambia de cantidad de movimiento se dice que ha recibido un impulso

    I=\Delta p=m\Delta v=m(v_f-v_i)

    en el otro objeto tambien se recibe un impulso igual pero de sentido contrario

    I=\Delta P=M\Delta V=M(V_f-V_i)

    si igualas los impulsos obtienes las fórmulas de la conservación de la cantidad de movimiento.

    Ahora bien este impulso es igual a la fuerza aplicada por el lapso que duro el choque o interacción

    I=F\Delta t entonces sabiendo cuando duro el choque puedes conocer de cuanto ha sido la fuerza de impacto.

    Como veras es un tema extenso , y conviene que leas bastante para dominarlo.

    Saludos

    Edito Pd veo que alriga ha resumido, las mismas ideas
    Última edición por Richard R Richard; 15/04/2018 a las 18:33:39.
    Saludos \mathbb {R}^3

  8. El siguiente usuario da las gracias a Richard R Richard por este mensaje tan útil:

    DavidRodr11 (15/04/2018)

  9. #6
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    Predeterminado Re: Fuerzas generadas en el choque

    Muchas gracias a todos, ya me ha quedado mas claro cual es la reaccion tras un choque

  10. #7
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    Predeterminado Re: Fuerzas generadas en el choque

    lo que sabemos de los choques es que siempre se conserva la cantidad de movimiento .... en los choque elásticos además se conseva la energía cinetica, pero este es un caso particular, en general, no se conserva.

    respecto a la magnitud de las fuerzas, va a depender de la duración de la colisión, cuanto más corto sea en el tiempo mayor será la fuerza ... por eso cuando saltas al gua de una piscina no te haces daño, la fuerza de colisión con el agua es moderada, por eso tardas unos segundos en frenarte .... pero si chocas contra una pared, el frenazo es muy rápido y la fuerza muy alta.
    Última edición por skynet; 16/04/2018 a las 09:20:42.
    be water my friend.

  11. El siguiente usuario da las gracias a skynet por este mensaje tan útil:

    DavidRodr11 (16/04/2018)

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