Sobre una superficie horizontal sin fricción se encuentran dos esferas, inicialmente en reposo. La esfera de masa 0,300 kg es lanzada con una rapidez de 20,0 m/s hacia la segunda esfera de 0,500 kg de masa de tal manera que después de la colisión, ambas esferas adquieren velocidades dirigidas a 30,0°(θ) y en sentidos opuestos a la línea original de movimiento de la primera esfera (como se muestra en la figura). Con base en la anterior información: ¿ Cuáles son los valores de las rapideces finales v_f1y v_f2de las dos esferas? ¿Presente el cálculo en el que se evidencie, si la cantidad total de energía cinética se conserva o no? ¿Es la colisión elástica o inelástica?
Respuestas
Las velocidades finales de las esferas son de -5 m/seg y 25m/seg respectivamente
Explicación:
Datos:
m1 = 0,3 kg
Vi1 = 20m/seg
m2 = 0,5 kg
Vi2 = 0 m/seg
θ = 30°
La colisión es elástica: los cuerpos salen disparados en ángulos diferentes, es aquella en la que no hay pérdida de energía cinética, es decir la energía cinética se conserva
m1Vi1 +m2*Vi2 = m1Vf1 + m2 Vf2
La energía cinética también se conserva:
1/2m1Vi1² + 1/2m2*Vi2² = 1/2m1Vf1² + 1/2m2 Vf2²
¿ Cuáles son los valores de las rapideces finales Vf1 y Vf2 de las dos esferas?
Vf1 = (m1-m2/m1+m2) Vi1 +(2m2/m1+m2) Vi2 Como Vi2 =0
Vf1 = (m1-m2/m1+m2) Vi1
Vf1 = (0,3kg-0,5kg) /0,8kg)20m/seg
Vf1 =-5m/seg
Vf2 = (2m2/m1+m2)Vi1 +(m1-m2/m1+m2)Vi2 Como Vi2 = 0
Vf2 = (2m2/m1+m2)Vi1
Vf2 = (2*0,5kg/0,8kg) 20m/seg
Vf2= 25 m/seg
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