Fisica

Problemas de Física, Bachillerato
Tema: Dinámica

Una bala de 5 gramos lleva una velocidad de 400 m /s , choca y se empotra contra un bloque de madera de 5 Kg, suspendido formando un péndulo.Determinar la altura a que se elevará el bloque después del impacto y la fuerza resistente de la madera a la penetración si la bala penetró 12 cm.
Por ser un choque inelástico se cumple el teorema deconservación de la cantidad de movimiento, pero no se cumple el de conservación de la energía. Sea v1 la velocidad del bloque con la bala justo después del impacto:S (mi.vi)]antes = S (mi.vi)]después  ®  m. v = (m + M). v1 
  ®   v1 = v. m /(m + M) = 400. 0'005 / (0'005 + 5) = 0'4 m /s
A partir de este momento, debido al impulso recibido, el bloque con la bala se eleva, conservando su energía, por lo quela energía en el punto más alto es igual a la energía de salida:
E salida = E punto más alto   ®   ½. (m + M). v12 = (m + M).g. h
  ®   h = ½. v12 /g = [ v. m /(m + M)]2 /(2g) = [ 400. 0'005/(0'005 + 5)]2 /(2.9'8) = 0'0081 m 
Durante el choque, la pérdida de energía se invierte en penetrar la bala en el bloque:
E antes del choque - E después del choque = W  ®     ½. m. v2 -  ½. (m + M).v12 = W = F. e
  ®  F = [½. m. v2 -  ½. (m + M). v12 ] / e = [½. m. v2 -  ½. (m + M). [v. m /(m + M)]2 ] / e 
F = ½. m. v2 . [ 1 - m /(m + M) ] / e = ½. m. v2  / [e.(m + M) ] 
F = ½. 0'005. 4002  /[0'12.(0'005 + 5) ] = 660 N
La fuerza por unidad de longitud será:   F/L = 660 / 0'12 = 5500 N /m


EJEMPLOS DE INERCIA

Si un auto frena de golpe (Choque en el caso mas extremo) Si los ocupantesno están con los cinturones salen despedidos en la dirección que venían

Una bala de cañón disparada contra muchas paredes paralelas. Cada pared le resta energía hasta que la bala queda sin energíacinética

EJEMPLOS DE ACCION Y REACCION
De forma sencilla se explica diciendo que las fuerzas funcionan a pares y simultáneamente. Si uno empuja una pared, la pared le empuja a él con...