Tarea 2 Choques Ramirez Bautista

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ESCUELA ESPECIALIZADA EN INGENIERÍA ITCA FEPADE

ESCUELA DE INGENIERÍA MECÁNICA E INDUSTRIAL

INGENIERIA EN MECATRONICA

FISICA MODALIDAD VIRTUAL

GUIA DE EJERCICIOS

TAREA Nº 2

TEMA: CHOQUES

Docente:

Ing. Mario Majano Guerrero Alumno:

Ramírez Bautista, Marlon Adonay

Carnet:

354209

Carrera:

Ingeniería en Mecatrónica

Ciclo:

I-2015Jornada:

Nocturna

Santa Tecla 27 de Junio de 2015



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GUIA DE EJERCICIOS

1. Un deslizador de 0.15Kg se mueve a la derecha a 0.8 m/s en un riel de aire

horizontal sin fricción, y choca de frente con un deslizador de 0.3Kg que se mueve

a la izquierda a 2.20m/s.

Calcule la velocidad final (magnitud y dirección) de cada deslizador si el choque es

elástico.

Antes del choque Después del choque

Datos:

Masas: ;

Velocidades Iniciales: ;

Velocidades Finales:

(Considerando (+) a la derecha y (-) hacia la izquierda)

Considerando que es un choque elástico, usamos las ecuaciones siguientes:

1) ……..Ecuación 1

2) .............................Ecuación 2

Despejamos para hacer la Ecuación 3

3) ………………….….Ecuación 3



3

A continuación sustituimos en la Ecuación 1 y despejamos :

Reemplazo de datos:

(Velocidad Final MA)

Ahora sustituyendo en la Ecuación 3

(Velocidad Final MB)



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2. Un disco de hockey de 0.45 Kg que viaja hacia el este con una rapidez de 4.2 m/s

tiene una colisión frontal con otro disco de 0.9 Kg en reposo. Suponiendo una

colisión perfectamente elástica, ¿cuál será la rapidez y dirección de cada disco

después de la colisión?


Datos:

Masas: ;




Considerando que es un choque elástico, usamos las ecuaciones siguientes:

1) ……..Ecuación 1

2) .............................Ecuación 2

Despejamos para hacer la Ecuación 3

3) ………………….….Ecuación 3

A continuación sustituimos en la Ecuación 1 y despejamos :



5

Reemplazo de datos:

Para encontrar sustituyendo datos de Ecuación 3:



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3. Un auto de 1200 Kg que viaja inicialmente con una rapidez de 25 m/s hacia el

este, choca con la parte trasera de una camioneta de 900 Kg que se mueve en la

misma dirección a 20 m/s. La velocidad del auto justo después del choque es de

18 m/s en dirección este. a) ¿Cuál es la velocidad de la camioneta justo despuésdel choque? b) ¿Cuánta energía mecánica se pierde en el choque?

Datos:

Masas: ;


Velocidades Finales: ;

a) Ecuación: Choque Elástico

Despejando :

Reemplazando datos:



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b) Energía Mecánica perdida:

( ) ( )

( ) ( )



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4. Considere una pista sin fricción ABC como la que se muestra en la figura. Un

bloque de masa = 5 Kg se suelta desde A, y choca frontalmente y de manera

elástica con un bloque de masa = 10 Kg en B, que inicialmente se encuentra

en reposo. Calcule la altura máxima a la cual m1 se elevará después del choque.

Datos:

Masas: ;

1º Calcular velocidad del bloque de m1 justo antes de colisionar con el bloque m2

(Conservación de la energía del punto A al B)

2º Ahora despejamos la velocidad de la ecuación:

√ √

Como el choque es elástico se tiene:



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Despejando de la Ecuación 2:

Sustituimos en la Ecuación 1 y despejamos :

Reemplazamos datos:

Con sustituimos los datos de reemplazos en la Ecuación 3:

Ahora teniendo la de después del choque aplicamos nuevamente conservaciónde la energía para determinar su altura máxima después del choque, se tiene:

Ahora despejamos

:

Reemplazando por los datos



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5. En una excesiva grasosa barra de cafetería, prácticamente sin fricción, un

baguette de 0.50 Kg que se mueve a 3 m/s a la izquierda choca con un

emparedado de queso a la parrilla de 0.25 Kg que se mueve a 1.2 m/s a la

derecha.

a) Si los platillos se pegan, ¿qué velocidad final tienen?

b) ¿Cuánta energía mecánica se disipa?

Datos:

Masas: ;




a) Como los platillos se pegan, es un choque inelástico por lo tanto se tiene:

Despejando y sustituyendo datos:

Velocidad Final=?



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b) Energía disipada:

Formula:

( ) ( )

( ) ( )



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6. Un guepardo intercepta a una gacela en su carrera y la atrapa (un choque

totalmente inelástico). Justo antes de este choque, la gacela corría hacia el norte a

20 m/s, y el guepardo corría en una ruta de intersección de 45° al este del norte a

22 m/s. La masa del guepardo es de 60 Kg, y la masa de la gacela es de 50 Kg.

¿Cuáles son la magnitud y dirección de los animales entrelazados en el instante

después del choque?

Datos:


Aplicamos conservación del momento lineal para ambas componentes (x, y) para

determinar la velocidad de ambos animales (Choque inelástico).

Aplicando la conservación del momento lineal para el eje “x” y despejando se tiene:

Ecuaciones:

45º



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Lo mismo para el eje “y”:

Magnitud:

√

Angulo

()

( )



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7. Una bala de 5 g se dispara horizontalmente a un bloque de madera de 1.20 Kg

que descansa en una superficie horizontal. El coeficiente fricción cinética entre el

bloque y la superficie es de 0.20. La bala queda incrustada en el bloque, que se

desliza 0.230 m por la superficie antes de detenerse. ¿Qué rapidez tenía

inicialmente la bala?

Despejando se tiene:

√

√

Teniendo la velocidad () en el punto B aplicamos la conservación del momento:

Despejando y sustituyendo por los valores conocidos encontramos la velocidad que

lleva la bala antes del choque:



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8. Un patinador de hielo de 75 kg que se mueve a 10 m/s choca contra un patinador

estacionado de igual masa. Después del choque los dos patinadores se mueven

como uno solo a 5 m/s. La fuerza promedio que un patinador puede experimentar

sin romperse un hueso es de 4500 N. Si el tiempo de impacto es de 0.1 s

¿se rompe algún hueso?

Nota: El patinador se desplaza para determinar la magnitud de la fuerza en que choca por

lo que se tiene:

Impulso y momento lineal:

Despejando F:

Sustituyendo datos

R/ El patinador no se romperá ningún hueso.

=

=

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