En una práctica de laboratorio de colisiones se utiliza dos carros de prueba que se deslizan hacia la derecha sobre un riel sin fricción; el carro 1 se desplaza a una velocidad de 0,291 m/s y tiene una masa m1 de 241 gr, en tanto que el carro 2 avanza con una velocidad de 0,194 m/s y su masa m2 es de 107 gr. Después de la colisión los carros quedan unidos, pero continúan su recorrido con una velocidad Vf en m/s.
A. Determine el valor de la velocidad Vf.
B. Halle la energía cinética del sistema, antes y después de la colisión.
C. Realice un análisis de los resultados obtenidos en el inciso b.
Respuestas
El valor de la velocidad final despues del choque y las energias cinéticas del sistema antes y después de la colisión son :
Vf1,2 = 0.26m/s Ec = 0.0122 J Ecf = 0.04524 J
V1 = 0.291m/s
m1 = 241g
V2 = 0.194m/s
m2 = 107g
Vf1,2 = ?
Para la solución aplicando el teorema de la conservación del momento, tenemos que la suma del momento inicial es igual a la suma del momento final, como se muestra acontinuación :
m1*Vi1 + m2*Vi2 = m1*Vf1 + m2*Vf2
m1*Vi1 + m2*Vi2 = Vf1,2*(m1 + m2)
Vf1,2 = m1*Vi1 + m2*Vi2 / (m1 + m2)
Vf1,2 = 241g*0.291m/s + 107g*0.194m/s / ( 241 + 107)g
a) Vf1,2 = 0.26m/s
La energía cinética del sistema en el inicio es la suma de las energías cinéticas de cada una de las masas.
b) Ec = 0.5*m1*Vi1² + 0.5*m2*Vi2²
Ec = 0.5*0,241g*(0.291m/s)² + 0.5*0,107r*(0.194m/s)²
Ec = 0.0122 J
Para la energía cinética final, se tiene que es la masa total y la velocidad calculada, como sigue
b) Ecf = 0.5*mt*Vf²
Ecf = 0.5*0.348*0.26m/s
Ecf = 0.04524 J
c) Los resultados de las energías cinéticas inicial y final, demuestra que hay una diferencia. Esto se debe a una pérdida de energía por parte del choque, donde dicha energía se transformó en calor y otra forma de energía.