Question

Una bala de 5,00 g que se mueve con una rapidez inicial de 400 m / s es disparada contra un bloque de 1,00 kg al que atraviesa. El bloque inicialmente esta en reposo en una superficie horizontal sin fricción, está conectado a un resorte con constante de fuerza de 900 kg / s2. Si el bloque se mueve 5,00 cama la derecha después del impacto, encuentre (a) la rapidez a la que la bala emerge del bloque y (b) la energía mecánica convertida en energía interna en la colisión.

Answer 1

Sean U y V las velocidades de la bala y del bloque después del impacto.

Se conserva el momento lineal del sistema.

0,005 kg . 400 m/s + 1 kg . 0 = 0,005 kg . U + 1 kg . V

Para hallar U necesitamos V

El bloque impacta al resorte con velocidad V y lo comprime 5,00 cm

Se conserva la energía mecánica del sistema bloque - resorte

1/2 m V² = 1/2 k x²

V = x √(k/m) = 0,05 m √(900 kg/s² / 1 kg) = 1,5 m/s

a) Ahora calculamos U, de la primera ecuación.

2 kg m/s - 1 kg . 1,5 m/s = 0,005 kg . U

U = 0,5 kg m/s / 0,005 kg = 100 m/s

b) La energía que absorbe el sistema es la energía inicial menos la final

ΔE = 1/2 . 0,005 kg . [(400 m/s)² - (100 m/s)²] - 1/2 . 1 kg (1,5 m/s)²

ΔE ≅ 1499 J

Saludos.