¿ Como saco el inciso C en este problema y como comprobaría este inciso en este simulador?

Solo ne falta el inciso C el maestro nos indico que la respuesta es:

v1=-36.0 m/s

v2=-36.0 m/s

Simulador: https://phet.colorado.edu/sims/collision-lab/collision-lab_es.html 

2 respuestas

Respuesta
1

Aquí las dos masas chocan y se alejan tomando velocidades distintas.

Si planteas las dos ecuaciones de conservación:

m1 vo1 + m2 vo2 = m1 vf1 + m2 vf2   ......conservacion mv

m1 vo1² + m2 vo2² = m1 vf1² + m2 vf2².....conservacion energia

No es lo correcto pero .. Te trabajo sin unidades para ser más rápido:

1 x 12 - 2 x 24 = 1 x Vf1 + 2 x Vf2

1 x 12^2 + 2 x 24^2 = 1 x Vf1^2 + 2 x Vf2^2

12 - 48 = Vf1 + 2 Vf2 = -36

144 + 1152 = Vf1^2 + 2 Vf2^2 = 1296

Reemplazas en la cuadratica Vf1 = -36 - 2 Vf2 ....................y llegas a : 6Vf2^2 +72 Vf2 = 0  con lo que Vf2=0 despues del choque.

 y Vf1 = -36 m/seg.

Si lo llevas al simulador pones las masas y las velocidades en los valores dato ... y llevas el medidor de elasticidad al 100% ... te da como esta calculado. M1 sale hacia atrás a 36 m/seg ... mientras que m2 queda detenida.

Respuesta
1

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Cuando el choque es elástico se conservan el momento lineal y la energía cinética, luego

$$\begin{align}&m_1V_{i1}+m_2V_{i2}=m_1V_{f1}+m_2V_{f2}\\&\\&\frac 12m_1V_{i1}^2+\frac 12m_2V_{i2}^2=\frac 12m_1V_{f1}^2+\frac 12m_2V_{f2}^2\\&\text {que simplificaremos así}\\&m_1V_{i1}^2+m_2V_{i2}^2=m_1V_{f1}^2+m_2V_{f2}^2\\&\\&1·12+2(-24)=1·V_{f1}+2·V_{f2}\\&1·12^2+2(-24)^2=1·V_{f1}^2+2·V_{f2}^2\\&\\&V_{f1}+2V_{f2}=-36 \implies  V_{f1}= -36-2V_{f2}\\&\\&V_{f1}^2+2V_{f2}^2=1296 \implies\\&(-36-2V_{f2})^2+2V_{f2}^2=1296\\&\\&1296 +144V_{f2}+4V_{f2}^2+2V_{f2}^2=1296\\&\\&6V_{f2}^2+144V_{f2}=0\\&\\&6V_{f2}(V_{f2}+24)=0\\&\\&V_{f2}=0\,m/s \quad ó \quad -24\,m/s\\&\\&V_{f1}=-36-2V_{f2}\\&\\&V_{f1}=-36\,m/s \quad ó\quad 12\,m/s\\&\\&\text{hay dos parejas de soluciones}\\&\\&a)\quad V_{f1}=-36\,m/s,\quad V_{f2}=0\,m/s\\&\\&b)\quad V_{f1}=12\,m/s,\quad V_{f2}=-24\,m/s\end{align}$$

Si analizamos vemos que la solución b) vemos que no tiene sentido ya que ambas siguen con su misma velocidad, no ha habido choque.

Luego la respuesta que vale es la a).

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Y eso es todo.

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