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 (v 1 ) = 8 ms –1
La velocidad del objeto B (v 2 ) = 4 ms –1
Colisión perfectamente elástica
Preguntado: v 1 ' y v 2 '
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.
Así pues, la velocidad del objeto A (v 1 ') después de la colisión es de 3 m/s y la velocidad del objeto B (v 2 ') después de la colisión es de 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)
Cantidad de movimiento de la bola antes de la colisión (p o ) = mv
Cantidad de movimiento de la pelota después de la colisión (p t ) = m (-v) = – mv
Pregunta: ¿Qué tan grande es el cambio en el momento lineal de la pelota?
Respuesta :
Cambio en el impulso:
Δp = p t – p o
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 con la misma 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...
A. V A = V hacia el Oeste, V B = V hacia el Este
B. V A = 2V hacia el Oeste, V B = 2V hacia el Este
C. V A = 2V hacia el Oeste, V B = V hacia el Este
D. V A = V hacia el Oeste, V B = 2V hacia el Este
E. V A = 2V hacia el Este, V B = 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.
Pregunta: 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 con 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. Una bala de 10 gramos que viaja a una velocidad de 100 m/s impacta 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 (m 1 ) = 10 gramos
Velocidad de la bala (v 1 ) = 100 ms -1
Masa del bloque (m² ) = 490 gramos
Velocidad del bloque (v 2 ) = 0 m/s (bloque en reposo)
Pregunta: 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
metro 1 v 1 + metro 2 v 2 = (metro 1 + metro 2 ) 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 que se mueve a una velocidad de 10 m/ s es golpeado por un automóvil que se mueve a una velocidad de 20 m/ s . Después de la colisión, los dos automóviles chocan entre sí. Si la masa del camión es de 1400 kg y la masa del automóvil 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 (m 1 ) = 1400 kg
Masa del coche (m² ) = 600 kg
Pregunta: la velocidad de ambos vehículos después de la colisión (v)
Respuesta :
Fórmula de colisión inelástica:
metro 1 v 1 + metro 2 v 2 = (metro 1 + metro 2 ) v
(1400)(10) + (600)(20) = (1400 + 600)v
26000 = 2000 v
v = 13 m / s
La respuesta correcta es D.
7. Una bala de 20 gramos que se mueve a una velocidad de 10 m/s - 1 horizontalmente golpea un bloque de 60 gramos que está inmóvil en el suelo. Si la bala 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 (m P ) = 20 gramos = 0,02 kg
Masa del bloque (m B ) = 60 gramos = 0,06 kg
Velocidad inicial de la bala (v P ) = 10 m/s
Velocidad inicial del bloque (v B ) = 0
Pregunta : la velocidad de la bala y del bloque después de la colisión (v')
Respuesta :
La fórmula para la ley de conservación del momento si los dos objetos permanecen unidos después de la colisión:
m P v P + m B v B = (m P + m B ) 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 v A = 4 m/ s y v B = 5 m/ s, como se muestra en la figura. Si los dos carros chocan de forma inelástica, entonces la velocidad de los dos carros después de la colisión es...
A. 4,5 ms-1 A la derecha
B. 4,5 ms -1 hacia la izquierda
C. 1,0 ms -1 hacia la izquierda
D. 0,5 ms -1 hacia la izquierda
E. 0,5 ms -1 hacia la derecha
Discusión
Se sabe que:
Masa del carrito A (m A ) = 1,5 kg
Masa del carrito B (m B ) = 1,5 kg
La velocidad del carrito A antes de la colisión (v A ) = 4 m/s (positiva hacia la derecha)
La velocidad del carrito B antes de la colisión (v B ) = -5 m/s (negativa hacia la izquierda)
Pregunta: Si la colisión es inelástica, determine la velocidad de los dos carritos después de la colisión.
Respuesta :
Ley de conservación del momento lineal:
m A v A + m B v B = (m A + m B ) 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
