Un vagón de tren viaja a una rapidez de 4.00 m/s. En su trayecto se acopla con otros tres vagones previamente acoplados entre sí, cuya rapidez antes del encuentro era de 2.00 m/s en la misma dirección que el primer vagón. Suponiendo que la masa de cada uno de los tres vagones es la misma que la masa del primer vagón de valor 4.0x104 kg, determina la energía cinética que se pierde por la colisión.
-5.0x104J
Ninguna de las anteriores
-3.0x104J
-4.0x104J
-6.0x104J
Respuestas
La perdida de energía es de -6.0*10⁴ J.
La perdida de energía se calcula restando la Ecf - Eco, osea la variación de la energía cinética, pero previamente se calcula mediante el principio de cantidad de movimiento, de la siguiente manera :
masa de cada vagón =m= 4.0*104 Kg
V1 = 4.00 m/seg
V2 = 2.00 m/seg
Ec =? que se pierde por la colisión .
P antes = P despues
m*V1 + 3m*V2 = 4m*V'
V'= (V1 + 3V2 )/4
V'= (4m/seg + 3*2 m/seg)/4
V' = 2.5 m/seg.
Eco= m*V1²/2 + 3m*V2²/2
Eco= 4*104 Kg* ( 4m/seg)²/2 + 3*4*104 Kg* ( 2m/seg)²/2
Eco= 320000 J + 240000 J = 560000 J
Ecf= 4*m*V'²/2
Ecf= 4*4*104 Kg* ( 2.5m/seg)²/2
Ecf= 500000 J
Ecf- Eco= 500000 J - 560000 J = -60000 J
La perdida de energía es : - 6.0*10⁴ J