Question

Un balón de fútbol de 450 gramos se dirige hacia una pared con una velocidad de 36i kilómetros por hora. Considerando que el balón se desplaza sobre una superficie lisa, donde el efecto de la fuerza de rozamiento es despreciable, y que la trayectoria del balón es perpendicular a la pared, determine la velocidad, en metros por segundo, con la que se desplazará el balón después del impacto.

Answer 1

Respuesta:

Esto seria principio de Acción y Reacción.

En donde dice que a toda acción se opone una reacción igual y contraria.

Esto quiere decir que el balón rebotará y regresara con la misma velocidad.  

Entonces lo que haríamos seria:

transformar la velocidad a metros / segundo .

36 km/h    *    ( 1000 m ) / 1km    *    ( 1 h ) / 3600s   = 10 m/s

Answer 2

Este ejercicio trata tema de choque elástico, los choque se clasifican en dos tipos: choque perfectamente elástico si se conserva la energía cinética y choque inelastico si no se conserva la energía cinética.

Para entender una colisión frontal perfectamente elástica entre dos cuerpo de masa m_1 y m_2 que viajan a velocidad u_1 y u_2 en linea recta se considera que:

Como se conserva el momento lineal entonces:

∑p =constante

$m_1u_1 +m_2u_2=m_1v_1+m_2v_2$    (ecuación 1)

Se reescribe de la siguiente forma  

$m_1(u_1-v_1)=m_2(v_2-u_2)$     (ecuación 2)

donde u1 y u2 son las velocidades antes de choque y v1 y v2 después del choque.  

Como se se conserva la energía cinética (K):

∑Ki=contante  

Entonces:

$\frac{1}{2}m_{1}u_{1} ^{2} + \frac{1}{2}m_{2}u_{2} ^{2 } = \frac{1}{2}m_{1}v_{1} ^{2 } + \frac{1}{2}m_{2}v_{2} ^{2 }$

lo anterior lo llamaremos ecuación 3

Se reescribe de la siguiente forma:

$m1(u_{1} ^{2 }-v_{1} ^{2 }) = m2(v_{2} ^{2 }-u_{2} ^{2 })$   (ecuación 4)

Si se divide la ecuación 4 entre la ecuación 2

$(v_2-v_1)=-(u_2-u_1)$    (ecuación 5)

Hasta acá es suficiente para responder tu incógnita, primero la masa 1 sera el balón y la masa 2 la pared la cual no se va a mover su velocidad es cero antes y después, por tanto la ecuación 5 queda:

$-v_1=u_1$

Acá entra la acción y reacción tercera ley de Newton

-v_1=-36ik/h

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