Cañón de Gauss Casero | Conservación de la Cantidad de Movimiento






Fabricando un cañón de Gauss casero

Cañón de Gauss Casero

El Cañón de Gauss es uno de esos experimentos caseros que parecen desobedecer las leyes de la física, ya que con un pequeño impulso de entrada logramos uno mucho mas grande de salida (aparentando que la energía se multiplica) , pero en realidad no es más que física. Veamos que necesitamos para fabricar un cañón de Gauss:

Materiales:
* 20 Centímetros de Guía
* 5 Bolas metálicas de 1 cm de diámetro
* 2 imanes de Neodimio o sólo uno de mayor tamaño.

La guía es simplemente para que se todo el movimiento se realice en forma lineal. Puede ser cualquier elemento que sirva para tal fin.

Las bolas metálicas son las que se utilizan en los rodamientos , también conocidos como rulemanes o bolilleros. Puedes obtenerlas desarmando uno, pero también se venden sueltas en las grandes ferreterías.

El imán de noeodimio es una clase de iman de color metálico, que tienen la característica de ser muy potente en comparación con los imanes tradicionales. Pueden ser circulares o cuadrados.

Procedimiento:
Como verás en el video, es muy sencillo hacer un cañón de Gauss. Sólo tienes que colocar el imán y las cinco bolas sobre la guía. Ahora separa una y la llevas a un extremo de la guía.

En el centro de las guía coloca los imanes, y del otro lado del mismo, las cuatro bolas restantes.

Para hacer funcionar tu cañón de Gauss caseros, sólo tienes que empujar suavemente la bola separada hacia el imán. Verás como la última bola de la hilera sale despedida a gran velocidad.

En el siguiente video se muestra como fabricarlo, y como funcionará tu cañón de Gauss:

Cañón de Gauss Casero

¿Cómo funciona?
Como sabemos, el imán atrae a las bolas metálicas, ya que ésas son de un material ferromagnético. De nuestra anterior publicación llamada Experimento Segunda ley de Newton sabemos que una fuerza actuando sobre un cuerpo, produce sobre el mismo, una aceleración.

Ésto es justamente lo que sucede con la bola que nosotros empujamos. Al entrar en el campo magnético del imán, se genera una fuerza sobre la misma que la acelera.

Cuando la bola llega al imán, se produce un impacto. Como el imán y las bolas no se deforman, podemos suponer que es un choque elástico, en donde no se transforma energía.

La energía que trae la bola que empujamos, es cinética. También llamada energía de movimiento. La física nos dice que en las colisiones elásticas, la cantidad de movimiento se conserva.

Ésta última magnitud, se define como el producto de la masa del objeto, por la velocidad del mismo antes de impacto.

Como resultado de todo ésto, la energía que trae la bola que impacta, se transmite a través del imán y luego por las otras bolas, hasta llegar a la última de la fila. Como ésta no posee nada a que transmitirle esa energía del impacto, sale despedida.

Pero ¿Con que velocidad?. Si la bola tiene la misma masa que la que impactó con el imán, saldrá despedida con igual velocidad que ésta. En la siguiente animación, podemos ver lo que ocurre en una colisión elástica:

cañon de gauss
Imágen vía Simon Steinmann en Wikipedia

Como puede verse, si la masa de ambos cuerpos es la misma, y la colisión es elástica, el cuerpo impactado saldrá con la misma velocidad que traía el primero.

Resumiendo: la cantidad de movimiento en una colisión elástica se conserva. La bola final sale despedida con mayor velocidad que la que nosotros damos a la que impulsamos, porque esta última sufre una aceleración debida al campo magnético del imán.



4 Comentarios en Cañón de Gauss Casero | Conservación de la Cantidad de Movimiento
  1. fabian says:

    por favor me podría ayudar diciéndome con q puedo medir la colisión y la cantidad de movimiento

    • Experimentos Caseros says:

      Se me viene a la mente que podrías utilizar el famoso “péndulo balístico” que se usa para medir la velocidad de proyectiles. Allí hay ecuaciones sobre lo que necesitas. Busca información sobre ello. Saludos!

  2. fabian says:

    gracias por la respuesta pero me podría dar otra idea sobre como puedo medir a parte del péndulo valistico

    • Experimentos Caseros says:

      Hola Fabian: no entiendo tu pregunta, ¿quieres otra idea “además” del péndulo o información por el péndulo? Saludos!

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