Taller 4: Física del movimiento Tema: Sistemas de partículas: Colisiones elásticas e inelásticas. Junio

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Juan Manuel Cáceres Rojo
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Taller 4: Física del movimiento Tema: Sistemas de partículas: Colisiones elásticas e inelásticas. Junio 10-2015 Profesor: orlando cárdenas estrada. Para fines educativos. Sin ánimo de lucro.

Si se sabe que el carro plataforma estaba en reposo, sin frenos, y que se acopló automáticamente con la locomotora luego del impacto, determine la velocidad del carro plataforma (a) inmediatamente

1 Taller 4: Física del movimiento Tema: Sistemas de partículas: Colisiones elásticas e inelásticas. Junio Profesor: orlando cárdenas estrada. Para fines educativos. Sin ánimo de lucro. PROBLEMA 1 Una locomotora A de 80 Mg que viaja a 6.5 km/h choca con un carro plataforma C de 20 Mg que transporta una carga B de 30 Mg, la cual puede deslizarse a lo largo del piso ( ). Si se sabe que el carro plataforma estaba en reposo, sin frenos, y que se acopló automáticamente con la locomotora luego del impacto, determine la velocidad del carro plataforma (a) inmediatamente después del impacto, (b) después de que la carga se ha deslizado con relación al carro plataforma hasta llegar a un tope. 1 PROBLEMA 2 Tres vagones de carga idénticos tienen las velocidades que se indican en la figura. Si el vagón A primero golpea al vagón B, determine la velocidad de cada vagón después de que hayan ocurrido todas las colisiones si (a) los tres vagones se acoplan de manera automática, (b) si los vagones A y B se acoplan automáticamente mientras que los vagones B y C rebotan uno contra el otro con un coeficiente de restitución e = 0.8. PROBLEMA 3 Un helicóptero A de 9000 lb viajaba hacia el este con una rapidez de 75 mi/h y a una altura de 2500 ft, cuando fue golpeado por otro helicóptero B de lb. Como resultado de la colisión, los dos helicópteros perdieron altura y sus restos trenzados cayeron al suelo en 12 s en un punto localizado 1500 ft al este y 384 ft al sur del punto de impacto. Si se desprecia la resistencia del aire, determine las componentes de la velocidad del helicóptero B justo antes del choque.

PROBLEMA 4 Un bloque B de 9 kg parte del reposo y se desliza hacia debajo sobre la superficie inclinada de una cuña A de 15 kg, la cual está soportada por una superficie horizontal.

2 PROBLEMA 4 Un bloque B de 9 kg parte del reposo y se desliza hacia debajo sobre la superficie inclinada de una cuña A de 15 kg, la cual está soportada por una superficie horizontal. Si se desprecia la fricción, determine (a) la velocidad de B en relación con A después de que el bloque se haya deslizado hacia abajo 0.6 m sobre la superficie de la cuña, (b) la velocidad correspondiente de la cuña. 2 PROBLEMA 5 En un parque de diversiones están los carritos chocones de 200 kg A, B y C, los cuales tienen conductores con masas de 40, 60 y 35 kg, respectivamente. El carrito A se mueve a la derecha con una rapidez de 2 m/s, el carrito C tiene una rapidez de 1.5 m/s hacia la izquierda, pero el carrito B está inicialmente en reposo. El coeficiente de restitución entre cada carrito es de 0.8. Determine la velocidad final de cada carrito, después de todos los impactos, si se supone que (a) los carritos A y C golpean al carrito B al mismo tiempo, (b) el carrito A golpea al carrito B antes que de que el carrito C golpee. PROBLEMA 6 En un parque de diversiones están los carritos chocones de 200 kg A, B y C, los cuales tienen conductores con masas de 40, 60 y 35 kg, respectivamente. El carrito A se mueve a la derecha con una rapidez de 2 m/s cuando golpea al carrito B que está inicialmente en reposo. El coeficiente de restitución entre cada carrito es de 0.8. Determine la velocidad del carrito C de modo que después de que el carrito B choque con el C, la velocidad de B sea cero.

3 PROBLEMA 7 Un vehículo espacial de 900 lb viaja con una velocidad pasando por el origen O en. Debido a cargas explosivas el vehículo se fragmenta en tres partes A, B y C que pesan 450, 300 y 150 lb, respectivamente. Si se sabe que en s, las posiciones observadas de las partes son A (3 840 ft, -960 ft, ft) y B (6 480 ft, ft, ft), determine la posición de la parte C PROBLEMA 8 Un proyectil de 30 lb pasa por el origen O con una velocidad v 0 = (120 ft/s) cuando explota en dos fragmentos A y B, de 12 y 18 lb, respectivamente. Si se sabe que 3 segundo después, la posición del fragmento A es (300ft, 24 ft, -48 ft), determine la posición del fragmento B en el mismo instante. Suponga que: e ignore la resistencia del aire. 3 PROBLEMA 9 Si se sabe que las coordenadas del poste eléctrico son y determine (a) el tiempo transcurrido desde el primer choque hasta el impacto en P, (b) la rapidez del automóvil A.

PROBLEMA 10 Si se sabe que la velocidad del automóvil A fue de 129.6 km/h y que el tiempo transcurrido desde el primer choque hasta el impacto en P fue de 2.

4 PROBLEMA 10 Si se sabe que la velocidad del automóvil A fue de km/h y que el tiempo transcurrido desde el primer choque hasta el impacto en P fue de 2.4 s, determine las coordenadas del poste eléctrico P. 4 PROBLEMA 11 Dos automóviles A y B, de masa m A y m B viajan en direcciones opuestas cuando chocan de frente. El impacto se supone perfectamente plástico y, además, se considera que la energía absorbida por cada automóvil es igual a su pérdida de energía cinética con respecto a un sistema de referencia en movimiento unido al centro de masa del sistema de los dos vehículos. Si se denota con E A y E B la energía que absorben los automóviles A y B, (a) demuestre que E A /E B = m B /m A, es decir, la cantidad de energía que absorbe cada vehículo es inversamente proporcional a su masa. (b) Calcule E A y E B, si se sabe que m A = kg y m B = 900 kg y que las velocidades de A y B son, respectivamente, 90 y 60 km/h.

5 BIBLIOGRAFÍA BÁSICA BIBLIOGRAFÍA BÁSICA: Serway R.y Jewet, Física Tercera Edicion, THOMSON Sears F., Zemansky M., Young H & Freedman. Física Universitaria. PEARSON Addison Wesley. Beer and Johnston Novena Edición. Mecánica Vectorial Para Ingenieros. Dinámica. 5 Alonso M & Finn E., Física BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA:

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