Thursday, 27 April 2017
Colisiones

Colisiones

Una colisión es una interacción que involucra varios objetos de un sistema. Se pueden encontrar colisiones simples como::
  • Una partícula se desintegra en varios.
  • Una partícula y un objeto interactúan para formar un nuevo sistema partícula-objeto.
  • Dos partículas interactúan manteniendo su integridad después de la colisión.
Las colisiones se puden dividir en:
  • Colisiones elásticas: En estas la energía inicial y final no cambian. Se presenta conservación de energía así como de la cantidad de movimiento.
Piniciales = ∑ Pfinales
∑ Emecánicas iniciales = ∑ Emecánicas finales
  • Colisiones inelásticas: En este tipo se conserva la cantidad de movimiento del sistema, pero no así la energía mecánica.
 
Piniciales= ∑ Pfinales
 

Ejercicios:

Una partícula de 2 kg se desplaza sobre un plano horizontal liso, con una rapidez de 3 m/s chocando contra otra de 1 kg que se encontraba en reposo. Si debido a la colisión (inelástica) resulta una única partícula, determine la velocidad final de esta.

Solución:

M1 = 2 kg
M2 = 1 kg
V1inicial = 3 m/s
V2 inicial = 0 m/s
Pinicial = M1 * V1 inicial + M2 * V2 inicial = 2 * 3 +1 *0 = 6 kg m /s
Pfinal = Mf * V = ( 2 +1) * V = 3 V
Por conservación de cantidad de movimiento:

6 kg m /s = 3 V
V = (6 /3) m/s = 2 m/s

Respuesta: La velocidad de la partícula resultante es 2 m/s hacia adelante.

Una partícula de 3 kg parte del reposo, desde una posición determinada de un  plano inclinado (30º respecto a la horizontal). Si al desplazarse 2 m, choca con otra particula de 1 kg que en ese momento se desplazaba a 1 m/s en el mismo sentido que la anterior. Calcule la velocidad de la partícula resultante un instante después de la colisión.

Solución:

M1 = 3 kg
M2 = 1 kg
V1inicial = 0
V2 inicial = 1 m/s
Primero se calcula la velocidad de la primera partícula un instante antes del choque. Para ello, utilice sus conocimientos de dinámica y cinemática o bien los métodos heurísticos.
V = [ 2* 9,8 * sin(30º)* 2]0,5 = 4,42 m/s

Pinicial = 3*4,42 +1 *1 = 14,26 kg m/s
Pfinal = 4*V

Por conservación de momentum lineal
14,26 kg m/s = 4* V
V = 14,26/4 = 3,56 m/s

Respuesta: La velocidad de la partícula resultante un instante después del choque es 3,56 m/s.
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