Question

Tres carros de masas 4.50 kg, 9.50 kg y 3.50 kg, se mueven sobre una pista horizontal sin fricción con magnitudes de velocidad de 4.00 m/s, 5.00 m/s y -6.00 m/s. Acopladores de velcro hacen que los carros queden unidos después de chocar. (a)Encuentre la velocidad final del tren de tres carros, asumiendo que los tres bloques se chocan entre sí de manera simultánea b) ¿Qué pasaría si, su respuesta requiere que todos los carros choquen y se unan en el mismo momento? ¿Qué sucedería si chocan en diferente orden? Presente dos posibles casos de choques diferentes, es decir, dos situaciones en las que el orden del choque entre los tres bloques sea diferente.

Answer 1

El problema se resuelve con teoría de Cantidad de Movimiento Lineal y Colisiones


Al quedar los 3 vehículos acoplados después de la colisión, se está en presencia de un choque perfectamente inelástico.


Datos:


m1 = 4,5 kg ; v1 = 4 m/s

m2 = 9,5 kg ; v2 = 5 m/s

m3 = 3,5 kg ; v3 = - 6 m/s


m1*v1i + m2*v2i - m3*v3i = (m1 + m2 + m3)*vf


Despejando Vf:


Vf = (m1*v1i + m2*v2i - m3*v3i) / (m1 + m2 + m3)


Vf = (4,5 * 4 + 9,5 * 5 - 3,5 * 6) / (4,5 + 9,5 + 3,5)


Vf = 2,54 m/s i


Al colisionar los 3 autos, el resultado final hace que el cuerpo completo de automóviles unidos se muevan hacia la derecha, es decir, la cantidad de movimiento lineal de los autos 1 y 2 es mayor a la del auto 3 que tenía sentido contrario de movimiento.


Si los 3 autos chocaran en distinto orden, el resultado sería el mismo puesto que en una colisión perfectamente inelástica, la cantidad de movimiento lineal en un sistema aislado se conserva.


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