Question

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

Answer 1

 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