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Consulta sobre colisiones

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    Hola,

    estoy cursando fisica 1 de la carrera de ingeniería en sistemas por mi cuenta por enfermedad.
    El tema que estoy estudiando ahora es sistemas de particulas y cantidad de movimiento y el libro que uso es el siguiente:
    <enlace suprimido por la moderación>. Se trata del Volumen 1 de Física Universitaria de Sears y Zemanski

    Los temas los repaso en las siguientes páginas: equilibrio y centro de masa 404 a la 414, Cantidad de movimiento 282 a la 315.

    Resulta que tengo un ejercicio el cual no logro sacar y de paso veo varias dudas conceptuales ya que un par de preguntas son de este tipo (justificar cierto comportamiento).

    El ejercicio es el siguiente.

    La fuerza eléctrica de Colulomb entre dos cargas es similar a la fuerza gravitatoria con la
    diferencia que puede ser atractiva o repulsiva. Para dos cargas idénticas la fuerza es repulsiva y la
    expresión de la fuerza es:, donde k es la constante de Coulomb y ⃗r =⃗r1 − r2 .
    Se dan dos cargas idénticas (igual carga q e igual masa m) la primera (A) con velocidad v0
    horizontal, y la segunda (B) que se encuentra en reposo a una distancia horizontal L . La distancia
    entre la recta que forma el vector velocidad v0 y la segunda carga (B) es b ( b≪L parametro
    de impacto), o sea, la particula (B) se encuentra debajo de (A) una distancia b pero a una distancia
    horizontal L . Considerar que no existe ningún rozamiento.
    Los parámetros del estudio numérico que serán tomados son:
    q es tal que k q2=1 N m2 , m=1Kg ,Δt=0.1s , b=4m , v0=1m/s .
    Distancia inicial: L=200 m . Tomar como tiempo infinito: t =500s.

    a) Determinar la diferencia de energía cinéticas Δ K del sistema de partículas en Joules.
    para tiempo infinito.¿Que debería dar como resultado?
    b) Determinar la diferencia de momento lineal sobre el eje x, Δ Px . ¿Que debería dar este
    resultado?.
    c) Determinar el ángulo en grados de la partícula (A) con respecto a la velocidad inicial (eje
    horizontal) a tiempo infinito.

    Cualquier tipo de ayuda me viene bien.
    Desde ya muchas gracias.
    Última edición por arivasm; 06/06/2014, 21:14:26. Motivo: Suprimir enlace para la descarga ilegal de un libro

  • #2
    Re: Consulta sobre colisiones

    Hola.

    Esto es un problema clásico de dispersion coulombiana. Puede resolverse analíticamente (busca dispersión coulombiana o dispersión Rutherford en internet), pero entiendo que aquí te piden resolverlo numéricamente, así que imagino que debes tener acceso a algún programa que resuelva las ecuaciones de Newton.

    Con respecto a las sudas conceptuales,

    a) Para tiempo infinito, la energía potencial se anula. Por tanto, las energías cinéticas inicial y final deben ser iguales.

    b) Por la misma razón, los momentos iniciales y finales (sumando las contribuciones de las dos partículas) deben ser iguales.

    c) El angulo de la partícula A con respecto a la velocidad inicial es el ángulo de deflexión. Esto queda totalmente determinado por el parámetro de impacto b. La relacón entre ángulo de deflexión y parámetro de impacto se llama función de deflexión, y viene dado por una expresión analítica en este caso, aunque entiendo que tu debes calcularlo numéricamente.

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