Ejercicios de física, colisiones o choques
1) Una pelota de béisbol cuya masa es 0,15 kg es lanzada con una velocidad de 30 m/s y es bateada en sentido contrario al lanzamiento con velocidad de 40 m/s. Calcular:
- a) El incremento de la cantidad de movimiento
- b) El impulso del golpe
- c) Si el intervalo de tiempo de contacto es 0,002 s, calcular la fuerza media del golpe
2) Se tienen dos patinadores de masas 40 y 60 kg, que se mueven en diferentes sentidos. El primero tiene una velocidad de 4 m/s y el segundo una de 2 m/s. Si chocan frontalmente y permanecen en contacto después del choque, calcular la velocidad final.
2 Respuestas
Si asignamos signo positivo a la velocidad después del golpe, la velocidad inicial tendrá signo negativo.
p1 = mv1 = 0,15 × (-30) = -4,5 kg m /s
p2 = 0,15 × 40 = 6,0 kg m / s
La variación de p es
Delta p = 6,0 - (-4,5) = 10,5 kg m /s
Impulso = F × t = Delta p
Impulso = 10,5 N s
10,5 = F × 0,002
F = 5250 N
2)
En un choque perfectamente inelástico se cumple
m1 × v1 + m2 × v2 = (m1 +m2) × v
40 × 4 + 60 × (-2) = (40 + 60) × v
v = 0,40 m/s
En el sentido de v1 porque resulta con su mismo signo.
·
·
¡Hola Valentina!
Consideraremos positiva la velocidad con que se lanza la pelota.
La cantidad de movimiento antes de batearla es:
p = 0.15kg · 30m/s = 4.5kg·m/s
La cantidad de movimiento después es
p = 0.15kg · (-40)m/s = - 6kg·m/s
La incremento de la cantidad de movimiento es
Inc(p) = -6kg·m/s - 4.5kg·m/s = -10.5kg·m/s
No te asuste que lo llamemos incremento y tenga signo menos, sería mejor llamarlo variación que es un vocablo neutro.
El impulso del golpe es la variación de la cantidad de movimiento, luego es:
I = -10.5kg·m/s
Y de nuevo insisto que el signo está bien así, simplemente significa que el impulso tiene sentido contrario a la velocidad que llevaba la pelota, la cual se consideró positiva.
Y como tenemos
I = F · t
F = I /t = -10.5kg·m/s / 0.002s = -5250kg·m/s^2 = -5250N
El signo - solo significa que la fuerza tiene sentido contrario a la velocidad inicial de la pelota.
·
2)
Se conserva la cantidad de movimiento. Si consideramos positiva la velocidad del primero la cantidad de movimiento antes del choque es
p=40kg·4m/s + 60kg·(-2)m/s =(160-120)kg·m/s = 40kg·m/s
Después del choque la cantidad de movimiento será esa misma, la masa será la suma de las dos masas y la velocidad debemos calcularla
p = (40+60)kg · v = 40kg·m/s
100kg · v = 40kg·m/s
v = (40/100) m/s = 0.4m/s
Además el signo positivo indica que se siguen despalzando en el sentido que llevaba el patinador primero.
Y eso es todo, saludos.
:
: