Question

alguien me ayuda con este ejercicio
En una práctica de laboratorio de colisiones se utiliza dos carros de prueba que se deslizan hacia la derecha sobre un riel sin fricción; el carro 1 se desplaza a una velocidad de 0,282 m/s y tiene una masa m1 de 232 gr, en tanto que el carro 2 avanza con una velocidad de 0,176 m/s y su masa m2 es de 101 gr. Después de la colisión los carros quedan unidos, pero continúan su recorrido con una velocidad Vf en m/s.

A. Determine el valor de la velocidad Vf.

B. Halle la energía cinética del sistema, antes y después de la colisión.

C. Realice un análisis de los resultados obtenidos en el inciso
C. Realice un análisis de los resultados obtenidos en el inciso b.





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Answer 1

Respuesta:

A. 0.25 m/s

B. $E_{c_{i}}=0.01078J$

$E_{c_{f}}=0.01041J$

C y D. La velocidad del nuevo cuerpo no logra superar a la máxima que había antes del choque, la cual era del carro 1, y esto se debe en principio porque se perdió energía cinética en el choque que se convirtió en otro tipo de energía. Esto era de esperarse por conocer de antemano que fue un choque inelástico y que además no liberaba algún tipo de reacción que lograra obtener más energía cinética que la que había antes.

Explicación paso a paso:

Lo primero que hay que ver es que la situación se puede tomar unidimensional porque ambos carros van a la derecha y luego de la colisión continúan en la misma dirección, así que el problema se tratará con ecuaciones unidimensionales.

Luego, el tipo de colisión es completamente inelástica puesto que se da el efecto de que ambos cuerpos quedan pegados, lo cual es una característica de esta colisión. Qué sabemos de choques inelásticos? Que la energía cinética no se conserva, sin embargo, la cantidad total de energía sí, al igual que la cantidad de movimiento total.

Ahora, aunque es cierto que la cantidad total de energía sí se conserva, es difícil trabajar con esto porque en estos choques pueden aparecer energías de muchos tipos ya sea por calor u otro factor. Lo que se hará es trabajar con el momento, el cual ya se dijo que se conserva. Recuerde que momento para este caso será el lineal y es $p=mv$. Como el momento luego de la colisión es la de un solo cuerpo que se debe a la unión de los dos cuerpos entonces la ecuación es:

$p_{1i}+p_{2i}=p_{f}$

$m_{1}v_{1i}+m_{2}v_{2i}=(m_{1}+m_{2})v_{f}$

$0.232Kgr*0.282m/s+0.101Kgr*0.176m/s=(0.232Kgr+0.101Kgr)v_{f}$

$0.0832Kgr*m/s=(0.333Kgr)v_{f}$

$\frac{0.0832Kgr*m/s}{0.333Kgr}=v_{f}$

$v_{f}$≅$0.25m/s$

La energía cinética antes del choque era la que ofrecían los dos carros del sistema por separado:

$E_{c_{i}}=\frac{1}{2}m_{1}v_{1i}^{2}+\frac{1}{2}m_{2}v_{2i}^{2}$

$E_{c_{i}}=0.00922J+0.00156J$

$E_{c_{i}}=0.01078J$

La energía cinética luego del choque solo es ofrecida por el cuerpo que quedó pegado:

$E_{c_{f}}=\frac{1}{2}m_{f}v_{f}^{2}$

$E_{c_{f}}=\frac{1}{2}(m_{1}+m_{2})v_{f}^{2}$

$E_{c_{f}}=0.01041J$