Question

8.16. Suponga que usted está de pie en una plancha de hielo que cubre el estacionamiento del estadio de fútbol americano de Buffalo; la fricción entre sus pies y el hielo es insignificante. Un amigo le lanza un balón de fútbol americano de 0.400 kg que viaja horizontalmente a 10.0 m/s. La masa de usted es de 70.0 kg. a) Si atrapa el balón, ¿con qué rapidez se moverán usted y el balón después? b) Si el balón lo golpea en el pecho y rebota moviéndose horizontalmente a 8.0 m/s en la dirección opuesta, ¿qué rapidez tendrá usted después del choque?

Answer 1

El ejercicio se puede resolver por Colisión Perfectamente Inelástica

- Cuando después de la colisión, los cuerpos se unen y tienen la misma velocidad

Usando la siguiente ecuación:

mBalon * Vi + mTipo * Vi = (mTipo + mBalon) * Vf

Como el sujeto está en reposo ⇒ Vi = 0 m/s

Despejando la Vf (velocidad con la que se mueven los dos cuerpos)

Vf = (mBalon * Vi) / (mTipo + mBalon)

Vf = (0,4 kg * 10 m/s) / (0,4 kg + 70 kg)

Vf = (4 kg * m/s) / (70,4 kg)

Vf = 0,06 m/s ⇒ Velocidad con la que se moverán ambos cuerpos después de la colisión

b) 

En este caso, el choque es elástico (después de la colisión, los cuerpos tienen distintas velocidades)

mBalon * Vi = mBalon * Vf + mTipo * Vf

(0,4 kg)*(10 i m/s) = (0,4 kg)*( - 8 i m/s) + (70 kg) * (Vf)

(4 kg m/s i) = ( - 3,2 kg m/s i) + (70 kg) * (Vf)

( 4 kg m/s + 3,2 kg m/s) i = (70 kg)*(Vf)

(7,2 kg m/s) / (70 kg) = Vf

Vf = 0,1 m/s i ⇒ velocidad final del sujeto luego de la colisión

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