Sobre una superficie horizontal sin fricción se encuentran dos esferas, inicialmente en reposo. La esfera de masa 0,200 kg es lanzada con una rapidez de 16,0 m/s hacia la segunda esfera de 0,400 kg de masa de tal manera que después de la colisión, ambas esferas adquieren velocidades dirigidas a 37,0°(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:
a.¿ Cuáles son los valores de las rapideces finales v_f1y v_f2de las dos esferas?
b.¿Presente el cálculo en el que se evidencie, si la cantidad total de energía cinética se conserva o no?
c.¿Es la colisión elástica o inelástica?
Respuestas
Las velocidades finales de las esferas son de -5,33 m/seg y 21,33 m/seg respectivamente
Explicación:
Datos:
m1 = 0,2 kg
Vi1 = 16m/seg
m2 = 0,4 kg
Vi2 = 0 m/seg
θ = 37°
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 = (0,2kg-0,4kg) /0,6kg)16m/seg
Vf1 =-5,33 m/seg
Vf2 = (2m2/m1+m2)Vi1 +(m1-m2/m1+m2)Vi2 Como Vi2 = 0
Vf2 = (2m2/m1+m2)Vi1
Vf2 = (2*0,4kg/0,6kg) 16m/seg
Vf2= 21,33 m/seg
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