Dos vagones van con una velocidad 18,1 m/s y 6,00 m/s hacia el este y, en un momento dado tienen un choque elástico, Considerando que la masa del vagón 1 es de 190 kg y el vagón 2 es de 300 kg. A partir de la anterior información determinar
A. la velocidad final de cada uno de los vagones.
B. Realizar un diagrama de fuerzas de la situación antes y después del choque.
Respuestas a la pregunta
En los choques elásticos se conservan el momento lineal y la energía cinética del sistema
1) Conservación del momento lineal.
190 kg . 18,1 /sm + 300 kg . 6,00 m/s = 5239 kg m/s
Sean U y V las velocidades finales de los vagones 1 y 2 respectivamente.
190 kg . U + 300 kg . V = 5239 kg m/s (1)
2) De la conservación de la energía cinética se deduce que la velocidad relativa antes del choque es igual y opuesta que después.
18,1 m/s - 6,00 m/s = - (U - V) = V - U;
V = 12,10 m/s + U; reemplazamos es (1), omito unidades)
190 U + 300 (12,10 + U) = 5239
190 U + 300 U = 5239 - 3630
U = 1609 / 490 ≅ 3,28 m/s
V = 12,10 + 3,28 = 15,38 m/s
Además del peso y la reacción normal del suelo, sobre cada vagón actúan el par de fuerzas acción - reacción.
El primer vagón empuja al segundo y le hace aumentar la velocidad. El segundo vagón se opone al movimiento del primero y le hace disminuir la velocidad.
Saludos Herminio.