8 ejemplos de preguntas sobre colisiones
Colisión perfectamente elástica
1. Dos objetos A (3 kg) y B (5 kg) se mueven en la misma dirección con velocidades de 8 m /s y 4 m /s respectivamente . Si el objeto A choca con el objeto B con elasticidad perfecta, entonces la velocidad de cada objeto después de la colisión es...
A. 3 ms –1 y 7 ms –1
B. 6 ms –1 y 10 ms –1
C. 4,25 ms –1 y 10 ms –1
D. 5,5 ms –1 y 5,5 ms –1
E. 8 ms –1 y 4 ms –1
Discusión
Se sabe que:
Masa del objeto A (m 1 ) = 3 kg
Masa del objeto B (m² ) = 5 kg
La velocidad del objeto A (v1) = 8 ms-1
La velocidad del objeto B (v2) = 4 ms-1
Colisión perfectamente elástica
Preguntó: v1' y v2"
Respuesta :
Si los objetos que colisionan elásticamente tienen masas diferentes y se desconoce la velocidad de los dos objetos después de la colisión, entonces la velocidad después de la colisión se calcula utilizando la siguiente ecuación:
Si ambos objetos se mueven en la misma dirección, sus velocidades son positivas. Si ambos objetos se mueven en direcciones opuestas, la velocidad de un objeto es positiva y la del otro es negativa.
Entonces la velocidad del objeto A (v1') después de la colisión es 3 m/s y la velocidad del objeto B (v2') después de la colisión es 7 m/s.
La respuesta correcta es A.
2. Una pelota con momento lineal P golpea una pared y rebota. La colisión es perfectamente elástica y la dirección es perpendicular. El cambio en el momento lineal de la pelota es...
A. cero
B. p/4
C. p/4
DP
E. 2P
Discusión
Se sabe que:
Masa de la bola = m
Velocidad de la pelota antes del impacto = v
Velocidad de la pelota después del impacto = -v (la pelota rebota hacia la izquierda)
El momento de la pelota antes de la colisión (po) = mv
El impulso de la pelota después de la colisión (pt) = m (-v) = – mv
Preguntó: La magnitud del cambio en el momento de la pelota
Respuesta :
Cambio en el impulso:
Δp = pt - Po
Δp = – mv – mv
Δp = – 2 mv
Δp = -2p
La magnitud del cambio en el momento lineal de la pelota es 2p. El signo negativo indica la dirección.
La respuesta correcta es E.
3. Dos objetos A y B de igual masa se mueven uno junto al otro. A se mueve hacia el este y B hacia el oeste, con velocidades V y 2V, respectivamente. Si los objetos experimentan una colisión perfectamente elástica, entonces inmediatamente después de la colisión, la...
A. V.A = V hacia el oeste, VB = V hacia el Este
B. VA = 2V hacia el oeste, VB = 2V hacia el Este
C. VA = 2V hacia el oeste, VB = V hacia el Este
D.VA = V hacia el oeste, VB = 2V hacia el Este
E.VA = 2V hacia el Este, VB = V hacia el oeste
Discusión
Se sabe que:
Ambos objetos tienen la misma masa.
A se mueve hacia el este a una velocidad de V
B se mueve hacia el oeste a una velocidad de 2V.
Preguntó: Velocidad de A y B después de la colisión
Respuesta :
Si las masas de ambos objetos son iguales y la colisión es perfectamente elástica, entonces los dos objetos intercambian velocidad después de la colisión.
Así pues, tras la colisión, A se mueve hacia el oeste con una velocidad de 2V y B se mueve hacia el este con una velocidad de V.
La respuesta correcta es C.
Colisión parcialmente elástica
4. Dos objetos de la misma masa se mueven en línea recta uno hacia el otro, como se muestra en la imagen.
Si v 2 ' es la velocidad del objeto (2) después de la colisión hacia la derecha con una velocidad de 5 ms –1 , entonces la magnitud de la velocidad v 1 ' (1) después de la colisión es…..
A. 7 ms-1
B. 9 ms −1
C. 13 ms −1
D. 15 ms −1
E. 17 ms −1
Discusión
Se sabe que:
La masa de ambos objetos es la misma = m
La velocidad del objeto 1 antes de la colisión (v 1 ) = 8 m/s
La velocidad del objeto 2 antes de la colisión (v 2 ) = 10 m/s
La velocidad del objeto 2 después de la colisión (v 2 ') = 5 m/s
Pregunta: Velocidad del objeto 1 después de la colisión (v 1 ')
Respuesta :
Se trata de una colisión elástica imperfecta. v 1 ' se calcula utilizando la ley de conservación del momento:
metro 1 v 1 + metro 2 v 2 = metro 1 v 1 ' + metro 2 v 2 '
metro (v 1 + v 2 ) = metro (v 1 ' + v 2 ')
v 1 + v 2 = v 1 ' + v 2 '
8 + 10 = v 1 ' + 5
18 = v 1 ' + 5
v 1 ' = 18-5
v 1 ' = 13 m/s
La respuesta correcta es C.
Colisión inelástica
5. Se lanza una bala de 10 gramos a una velocidad de 100 m/s.-1 Una bala choca contra un bloque de madera inmóvil y queda incrustada en él. Si la masa del bloque de madera es de 490 gramos, la velocidad del bloque de madera y de la bala inmediatamente después de la colisión es...
A. 1,0 ms -1
B. 2,0 ms -1
C. 2,5 ms -1
D. 4,0 ms -1
E. 5,0 ms -1
Discusión
Se sabe que:
Masa de la bala (m1) = 10 gramos
Velocidad de bala (v)1) = 100 ms-1
Masa del bloque (m2) = 490 gramos
La velocidad del bloque (v2) = 0 m/s (bloque en reposo)
Preguntó: La velocidad del bloque de madera y de la bala inmediatamente después de la colisión.
Respuesta :
La bala impacta contra un bloque de madera inmóvil y queda incrustada en él, por lo que se trata de una colisión inelástica. La fórmula para una colisión inelástica es:
Cantidad de movimiento antes de la colisión = cantidad de movimiento después de la colisión
m1 v1 +m2 v2 = (metro1 +m2) v'
(10)(100) + (490)(0) = (10 + 490)v'
1000 + 0 = 500 v'
1000 = 500 v'
v' = 1000 / 500
v' = 2 m/s = 2 ms-1
La respuesta correcta es B.
6. Un camión se mueve a una velocidad de 10 m/s.-1 atropellado por un coche que circulaba a una velocidad de 20 m/s-1Tras la colisión, los dos coches chocaron entre sí. Si la masa del camión es de 1400 kg y la masa del coche es de 600 kg, la velocidad de los dos vehículos después de la colisión es...
A. 6 ms –1
B. 9 ms –1
C. 11 ms –1
D. 13 ms –1
E. 17 ms –1
Discusión
Tras la colisión, los dos coches quedaron enganchados, lo que provocó una colisión inelástica.
Se sabe que:
Velocidad del camión (v)1) = 10 m/s
Velocidad del coche (v)2) = 20 m/s
Masa del camión (m1) = 1400 kg
Masa del coche (m2) = 600 kg
Preguntó: velocidad de ambos vehículos después de la colisión (v)
Respuesta :
Fórmula de colisión inelástica:
m1 v1 +m2 v2 = (metro1 +m2v
(1400)(10) + (600)(20) = (1400 + 600)v
26000 = 2000 v
v = 13 m / s
La respuesta correcta es D.
7. SUna bala de 20 gramos se mueve a una velocidad de 10 ms.-1 Una bala de dirección horizontal impacta un bloque de 60 gramos que descansa sobre el suelo. Si la bala se queda incrustada en el bloque, entonces la velocidad actual del bloque es…
A. 1,0 ms -1
B. 1,5 ms -1
C. 2,0 ms -1
D. 2,5 ms -1
E. 3,0 ms -1
Discusión
Se sabe que :
Masa de la bala (mP) = 20 gramos = 0,02 kg
Masa del bloque (mB) = 60 gramos = 0,06 kg
Velocidad inicial de la bala (vP) = 10 m/s
Velocidad inicial del bloque (vB) = 0
Preguntó : velocidad de la bala y del bloque después de la colisión (v')
Respuesta :
Fórmula Ley de conservación del momento lineal Si los dos objetos permanecen unidos después de la colisión:
mP vP +mB vB = (metroP +mB) v'
(0,02)(10) + (0,06)(0) = (0,02 + 0,06)v'
0,2 + 0 = 0,08 v'
0,2 = 0,08 v'
v' = 0,2 / 0,08
v' = 2,5 m/s
La respuesta correcta es D.
8. Dos carros A y B, cada uno con un peso de 1,5 kg, se mueven uno hacia el otro con una velocidad v.A = 4 ms-1 y vB = 5 ms-1 como en la imagen. Si los dos carritos chocan de forma inelástica, entonces la velocidad de los dos carritos después de la colisión es...
A. 4,5 ms-1 A la derecha
B. 4,5 ms-1 A la izquierda
C. 1,0 ms-1 A la izquierda
D. 0,5 ms-1 A la izquierda
E. 0,5 ms-1 A la derecha
Discusión
Se sabe que:
Masa del carrito A (mA) = 1,5 kg
Masa del carrito B (mB) = 1,5 kg
La velocidad del carrito A antes de la colisión (vA) = 4 m/s (positivo hacia la derecha)
La velocidad del carrito B antes de la colisión (vB) = -5 m/s (negativo hacia la izquierda)
Preguntó: Si la colisión es inelástica, determine la velocidad de ambos vagones después de la colisión.
Respuesta :
Ley de conservación del momento lineal:
mAvA +mBvB = (metroA +mB) v'
(1,5)(4) + (1,5)(-5) = (1,5 + 1,5) v'
6 – 7,5 = (3) v'
-1,5 = (3) v'
v' = -1,5 / 3
v' = -0,5 m/s
El signo negativo significa que, tras la colisión, ambos se mueven hacia la izquierda, en la misma dirección que el carrito B. Esto tiene sentido, ya que el momento lineal del carrito B es mayor que el del carrito A.
Fuente de la pregunta:
Preguntas del examen nacional de física para la escuela secundaria superior/escuela secundaria vocacional
