Éste applet simula el choque entre dos bolas de diferentes masas y diferentes velocidades. El choque puede ser elástico o completamente inelástico y también puede tener lugar en una o en dos dimensiones.
Podemos observar el movimiento de ambas bolas antes y después del choque con arreglo a la velocidad (módulo, dirección y sentido) de cada una o de la bola resultante en el caso de un choque inelástico. Para mejorar la visualización del proceso podemos ver a la trayectoria de lss bolas y/o puntos a intervalos determinados.
En cualquier caso podemos ver el centro de masas del conjunto
de ambas bolas y ver como evoluciona su movimiento a lo largo del
proceso: su trayectoria y velocidad se mantienen constantes.
En la parte derecha del applet también podemos ver (cualitativamente) el balance de energía en forma de barras con los colores correspondientes (azul y verde para las bolas y gris para la energía perdida por efecto joule).
Con la rata del ordenador podemos modificar la velocidad
inicial de cada bola así como la dirección (en el caso de
choque en el plano). La posición inicial de las bolas se redibuja de
forma automática para que, con las velocidades que llevan inicialmente,
choquen en el centro del applet. Siempre podemos cambiar el valor de
la escala automáticamente clicando encima del botón circular con una
A roja (esquina inferior izquierda del applet).
Es preciso definir los siguientes parámetros en la barra de entrada, teniendo en cuenta que como hay dos bolas (azul y verde) es preciso dar los valores para cada una de ellas.
- Masa (m) de la bola del color correspondiente, expresada en kilogramos (kg). El tamaño de la bola se dibuja con arreglo a este valor.
- Velocidad (v) de la bola expresada en metros por segundo (m/s) y siempre positiva (es el módulo del vector velocidad).
- Ángulo (alfa) de la velocidad expresado en grados (º). En el caso de los choques rectilíneos (una dimensión) para que una bola inicialmente vaya hacia la izquierda es preciso dar un valor de velocidad positivo pero con un ángulo de 180º.
La velocidad y el ángulo los podemos modificar también
con la rata arrastrando los correspondientes elementos rojos.
En cualquier instante podemos leer los siguiente valores en la barra de salida, agrupados pero en dos bloques:
Velocidad
- Velocidades (v1 y v2 o v) corresponden a los módulos de las velocidades expresadas en metros por segundo (m/s). Si el choque es elástico podremos leer el valor de cada bola en la caja del color correspondiente, si el choque es inelástico leeremos sólo un valor (correspondiente a las dos bolas "juntas") en la caja de color rojo.
- Ángulos (alfa1 y alfa 2 o alfa) que, al igual que las velocidades, corresponden a las dos bolas (azul y verde) o al conjunto (rojo) después del choque. Expresados en grados (º).
Energía
Todos los valores de energía están expresados en Joules (J).
- Energia inicial (Ec1 y Ec2) son los valores de las energías cinéticas de cada una de las bolas (según su color) antes del choque.
- Energía total inicial (Ec) corresponde a la suma de las energías cinéticas de ambas bolas antes del choque.
- Energía final (Ec1 y Ec2) es la energía cinética que tiene cada bola después del choque. En el caso de un choque inelástico es la energía que tiene la parte de masa (proveniente de la bola azul o verde) sobre el total.
- Energía total final (Ec) es la suma de las energías anteriores. Si el choque es inelástico la caja será de color rojo.
- Pérdida de energía (incremento de E) por efecto Joule en el choque. Si el choque es elástico lógicamente será cero y si es inelástico será la diferencia entre las energías totales después y antes del choque.
Cuadros de validación
- Visualizar o no los vectores velocidad correspondientes a cada bola (o a la bola resultante del choque inelástico). Si no visualizamos el vector no podemos modificar con el ratón el módulo de la velocidad.
- Ajustar valores a múltiplos de 5 grados al modificar los ángulos o a valores enteros en el caso de la velocidad .
- Visualizar o no la trayectoria de cada bola (línea del color de la bola) antes y después del choque (en el caso inelástico la línea será roja).
- Intervalos, permite visualizar puntos en las trayectorias cada determinado tiempo (que varía según la escala y las velocidades iniciales). Eso nos permite poder comparar de modo fácil y visual las diferentes velocidades, tanto antes como después del choque.
- Centro de masas. Nos muestra la situación del centro de masas en cada instante (círculo de color gris) y si está activada la opción Intervalos también nos muestra su situación en cada intervalo (circunferencias grises). Esta opción permite trabajar el concepto del movimiento uniforme del centro de masas en un choque (elástico o inelástico).
- Radios. Visualiza un conjunto de líneas radiales (naranjas cada 5 grados y grises cada 30 grados) que nos pueden ser de ayuda para situar las bolas en el caso del choque en dos dimensiones.
Botones
Con los botones podemos elegir...
- Movimiento rectilíneo / Plano. Podemos simular un choque encima de la línea recta que corresponde al eje horizontal o bien encima del plano x-y de la pantalla del applet.
- Elástico / inelástico. El choque tendrá una característica u otra según la opción. En el caso del choque inelástico las dos bolas quedarán "fusionadas" en una de sola de color azul-verde.
- El movimiento de ambas bolas desde el momento inicial, el choque y su movimiento posterior.
- Las trayectorias que siguen las bolas así como los intervalos que nos permiten visualizar los diferentes valores de velocidad.
- El movimiento, la trayectoria y los intervalos correspondientes al centro de masas de ambas bolas, tanto antes como después del choque.
- Las dos barras de energía. A la izquierda antes del
choque y a la derecha después del choque. La energía correspondiente
a cada bola está
representada por su color y la parte gris de la energía corresponde
a la energía perdida por efecto Joule en el choque (inelástico, está claro).
