Ejercitacion de choques

Universidad Nacional de Colombia
Sede Medellín
Escuela de Física
Taller de Física I
Taller de sistemas. Choques
Semestre 02/2002
1.
Un péndulo de longitud L y masa m se suelta desde el reposo cuando la cuerda forma un ángulo q0 con la dirección vertical. Al llegar al punto más bajo de la trayectoria choca elásticamente con un bloque también de masa m que desliza a continuación por lasuperficie rugosa hasta detenerse.

a) Calcular la velocidad de la esfera cuando está a punto de chocar con el bloque en la posición b. Argumente.

b) Calcular las velocidades con las que quedan la esfera y el bloque a la salida del choque. Explique claramente las ideas y los principios físicos que utiliza para estudiar el choque.

c) Si  es el coeficiente dinámico de fricción entre elbloque y la superficie, calcular la distancia que recorre el bloque hasta detenerse.


2. Un péndulo simple de longitud 3L y masa 2m se suelta cuando forma un ángulo o con la vertical, como se muestra en la Figura. Al llegar a la parte más baja de su trayectoria, choca elásticamente con otro péndulo de masa m y longitud L.

¿Cuál es el valor del mínimo ángulo o necesario para que el péndulode masa m y longitud L efectúe una vuelta completa?.

¿Cómo se mueve la masa 2m después del choque?
3.
Una esfera A de masa m se une al extremo de una cuerda de longitud L a manera de péndulo. La esfera se suelta del reposo cuando forma un ángulo de 90° con la vertical. Al llegar al punto más bajo de su trayectoria choca elásticamente contra una esfera B de masa 2m.

a) Determine lavelocidad de la esfera A antes de chocar con la B.

b) Determine las velocidades con que quedan las esferas después del choque.
c) Determine los ángulos a y b correspondientes a las posiciones más altas que alcanzan las esferas después del choque.

4.
Un automóvil de masa 300 kg. viaja hacia el este a 80 km/h, mientras que una camioneta de 450 kg. viaja hacia el norte a 90 km por hora. Al llegara un cruce chocan violentamente y "se pegan" de modo que se mueven juntos después de la colisión.
a) Cual es la magnitud y dirección de la velocidad del sistema después de la colisión ? Explique las ideas utilizadas y escriba sus argumentos.
b) Cuanta energía cinética se perdió durante el choque ? Tenga cuidado con las unidades.
c) Después de deslizar juntos una cierta distancia, el sistemaformado por los 2 carros se detiene. ¿En qué se convirtió la energía cinética que llevaban los autos antes del choque?

5.
Un hombre se encuentra sobre una plataforma y golpea un balón de masa m de tal manera que sale con una velocidad horizontal u respecto al hombre (suponga que el hombre no se mueve respecto de la plataforma).
a) Sabiendo que la plataforma más el hombre tiene una masa M,determine las velocidades del balón y de la plataforma más hombre respecto a tierra. b) Determine la máxima deformación que experimenta el resorte. Suponga una constante elástica igual a K.
6.
Un bloque de masa m1 = 1 kg se suelta desde A por un tobogán circular liso. Al llegar al punto más bajo choca con otro bloque de masa m2 = 2 kg, inicialmente en reposo. Los dos bloques salen juntos despuésde la colisión y comprimen un resorte de constante k = 300 N/m.
Analice el descenso por el tobogán y halle la velocidad en el punto más bajo. Analice la colisión y halle la velocidad con la que salen de ella.
Analice la compresión del resorte y halle la máxima deformación. Compare la energía inicial, en la posición A, con la energía final. ¿Son iguales?. Explique.

7.
Un bloque de 30 kg sedeja caer desde una altura de 2 m sobre el plato de 10 kg. de una báscula de resorte. Considérese que el choque es perfectamente plástico. Téngase en cuenta que durante el breve tiempo de la colisión el plato no se desplaza.
a)Calcule la velocidad del sistema bloque-plato inmediatamente después de la colisión.
b)Halle la máxima deformación del resorte.

8
Un bloque de masa m se desliza sin...