Ejercicio de física para realizar una solución
Dos bloques de masas M y 3M se colocan sobre una superficie horizontal sin fricción. Un resorte ligero se ensambla a uno de ellos, y los bloques se empujan juntos con el resorte entre ellos. Una cuerda que inicialmente mantiene a los bloques juntos se quema; después de esto, el bloque de masa 3M se mueve hacia la derecha con una rapidez de 1.80 m/s. A) ¿Cuál es la velocidad del bloque de masa M? B) Encuentre la energía potencial elástica original del sistema, considerando M = 0.250 kg. C) ¿La energía original está en el resorte o en la cuerda? Explique su respuesta. D) ¿La cantidad de movimiento del sistema se conserva en el proceso de rompimiento? ¿Cómo puede ser, con fuerzas grandes en acción? ¿Cómo puede ser, sin movimiento anticipado y mucho movimiento posterior?
1 Respuesta
Considera el sistema es aislado.. no existen fuerzas exteriores que lo afecten y aparte no hay rozamiento.
Luego, la cantidad de movimiento del sistema antes de que se corte la soga será la misma del sistema luego de que el resorte se expanda. Por otro lado la cantidad de movimiento es constante = 0 porque inicialmente todo el sistema estaba en reposo.
MV(M) + 3M( 1.80 m/seg) = 0 .............................V(M) = - 3M x 1.80 m/seg / V(M) = -3 X 1.80 = -5.40 m/seg.............negativo porque M sale hacia atras y consideramos eje velocidades (+) hacia la derecha.
La Energia original del sistema ( elastica del resorte comprimido) sera:
Como te dan M = 0.25 Kg ........................
W = Energia cinetica delo sistema despúes de la separacion = 0.25 x 5.40^2 / 2 + 3x0.25 x 1.80^2/2 = 3.645 + 1.215 = 4.86 Joules.
La energía original estaba en el resorte comprimido.
El efecto ocurre porque el momento lineal del sistema es invariable si no actúan fuerzas exteriores. No importa la magnitud de las fuerzas intervinientes.
Como el sistema estaba originariamente en reposo su momento lineal = 0... y se mantendra nulo durante todo el tiempo.
El fenomeno de interaccion entre masas ( en este caso fuerza casi instantanea del resorte que actua sobre las masas en reposo) se define en Fisica como Impulso. O sea la variacion del vector Cantidad de Movimiento es igual a otro vector llamado Impulso y resulta de la accion de una fuerza mas o menos grande durante un tiempo muy corto.
