Aplicando ejercicios de fricción en discos

Dos pequeños discos deslizan sin fricción sobre una mesa horizontal. El primer disco, de masa m1 4,20 kg es lanzado con rapidez vi1 4,80 m/s hacia el segundo disco, de masa m2, 2,20 kg que inicialmente está en reposo. Después de la colisión, ambos discos adquieren velocidades que están dirigidas a 26,0 grados a cada lado de la línea original de movimiento del primer disco (ver figura 3). (a) ¿Cuáles son las rapideces finales de los dos objetos? (v_f1 y v_f2). (b) ¿Es la colisión elástica o inelástica?

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Es una colisión elástica y el desarrollo te lleva bastantes cálculos.

Partís de las dos ecuaciones fundamentales: Conservación de la cantidad de movimiento del sistema y Conservación de la Energía cinética del sistema.

Conservacion de la cantidad de movimiento: vi2=0

m1 vi1 =(componente solo en i) = 4.20 x 4.80 = 20.16 = 4.20 .( cos 334 )( vf1) + 2.20( cos 26 ) ( vf2) 

luego de hacer las cuentas llegas a:

 3.77 vf1 + 1.98 vf2 = 20.16 ....(1) 

Conservacion de la Energia cinetica:

4.20 vf1^2 + 2.20 vf2^2 = 4.20 x 4.80^2 = 96.77 ....................(2) 

De la (1) despejas... vf1^2 = (20.16 – 1.98 vf2)^2 / 3.77 ^2... haces el desarrollo y llegas a:

Vf1^2 = 28.6 – 5.61 Vf2 + 0.275 vf2^2

Si llevas esto a la (2) y desarrollas toda la expresion tendrias al final:

120.12 – 23.56 Vf2 + 1.155 vf2^2 = 96.77

3.355 vf2^2 – 23.56 vf2 + 23.35 = 0

Resolves la cuadratica y llegas a la solucion:

 vf2 = 5.82 m/s

vf1 = (20.16 – 1.98 x 5.82) / 3.77 = 2.30 m/s.

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