Dos experimentos. Rozamientos y choques.

CHOQUES.

Hemos aprendido que en un choque se conserva la cantidad de movimiento. Esto tiene una utilidad práctica que es medir la velocidad de objetos muy rápidos haciéndolos chocar con objetos pesados para que disminuyan la velocidad. El dispositivo se llama péndulo balístico.

Para medir la velocidad del péndulo después de haber chocado la bala podemos utilizar la ecuación que nos proporciona la velocidad del péndulo en el centro.  v=2.pi.A/T. A es la amplitud del péndulo y T su periodo.

En nuestro caso disparamos balines de masa 0,0001 kg y nuestro péndulo pesaba 0,0046g. La amplitud de las oscilaciones del péndulo, después de chocar el balín, era de 7 cm y el periodo 1,9 s.
Todo esto proporciona una velocidad del péndulo de 0,23 m/s.

Aplicando el principio de conservación de la cantidad de movimiento:
0,046 . 0,23 = 0,0001. v   v=106 m/s= 380 km/h.

Además disparamos desde 1 m de distancia y comprobamos que la velocidad del balín era la misma.

El balín penetraba en la plastilina unos milímetros lo que nos da una idea de la peligrosidad de estas armas en caso de golpear en el ojo.

Si queremos medir la velocidad de proyectiles más pesados como balones, puños, o incluso balas de escopeta deberemos instalar péndulos pesados como en este experimento:

fuerzas de rozamiento.

Vamos a estudiar de qué factores depende la fuerza de rozamiento. Primero decidimos medir la fuerza de rozamiento con un dinamómetro
.
Decidimos que la fuerza de rozamiento depende de:
a) De si movemos el bloque mucho o poco.
b) De la fuerza que une el bloque a la mesa.
c) De los materiales mesa y bloque que están rozando.
d) De la superficie de apoyo del bloque según sea más grande o más pequeña.

Realizamos los oportunos experimentos y nuestros resultados nos indican que:

a) El rozamiento es mayor en el momento de empezar el movimiento y luego disminuye.
b) El rozamiento es proporcional a la fuerza que une el bloque a la mesa.
c) El rozamiento depende del tipo de superficies y por ejemplo es mayor entre el bloque y un papel, que entre el bloque y la mesa.
d) El rozamiento depende algo de la superficie de apoyo aunque los resultados en este caso no son concluyentes.

Al final resumimos nuestras conclusiones en una fórmula:

Fuerza de Rozamiento = µ . N (fuerza que une el cuerpo y la mesa)

µ  Coeficiente de rozamiento. Depende de los materiales y también de si los objetos se están moviendo o comenzando a moverse.

N  Fuerza normal (perpendicular); es la fuerza que une las dos superficies.

Hemos eliminado para simplificar la dependencia de la superficie.