1. Una bola de 200 gramos, A, que se mueve a una velocidad de 10 m/s, choca con una bola de 200 gramos, B, que está en reposo. ¿Cuál es la velocidad de la bola A y de la bola B después de la colisión?
Conocido :
Masa de la bola A (m A ) = 200 gramos = 0.2 kg
Masa de la bola B (m B ) = 200 gramos = 0.2 kg
Velocidad de la bola A antes de la colisión (v A ) = 10 m/s
Velocidad de la bola B antes de la colisión (v B ) = 0
Se busca: velocidad de la bola A (v A ') y velocidad de la bola B (v B ') después de una colisión.
solución:
v A ' = v B = 0
v B ' = v A = 10 m/s
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2. Dos objetos de igual masa se aproximan, chocan y rebotan. La velocidad de la masa A antes de la colisión es de 8 m/s y la de la masa B es de 12 m/s. ¿Cuál es la magnitud y la dirección de la velocidad de la masa A y la masa B después de la colisión?
Conocido :
Masa A (m A ) = m
Masa B (m B ) = m
Velocidad de la masa A antes de la colisión (v A ) = -8 m/s
Velocidad de la masa B antes de la colisión (v B ) = 12 m/s
Los signos más y menos indican que los objetos se mueven en direcciones opuestas.
Se busca: la magnitud y la dirección de la velocidad de la masa A (v A ') y de la masa B (v B ') después de una colisión.
solución:
En una colisión perfectamente elástica, si los objetos tienen la misma masa, entonces la velocidad de A después de la colisión (v A ') = la velocidad de B antes de la colisión (v B ) y la velocidad de B después de la colisión (v B ') = la velocidad de A antes de la colisión (v A ).
Si antes de la colisión A se mueve hacia la derecha y B se mueve hacia la izquierda, entonces, después de la colisión, A se mueve hacia la izquierda y B se mueve hacia la derecha.
Los objetos tienen la misma masa y la colisión es perfectamente elástica, por lo que ambos objetos intercambiaron velocidad.
v A ' = -v B = -12 m/s
v B ' = v A = 8 m/s
Los signos más y menos indican que los objetos se mueven en direcciones opuestas.
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3. Un objeto A de 2 kg que se mueve a una velocidad de 10 m/s choca con una bola B de 4 kg que se mueve a una velocidad de 20 m/s. Si la colisión es perfectamente elástica, ¿cuál es la velocidad del objeto A y del objeto B después de la colisión?
Conocido :
Masa A (m A ) = 2 kg
Masa B (m B ) = 4 kg
Velocidad del objeto A antes de la colisión (v A ) = 10 m/s
Velocidad del objeto B antes de la colisión (v B ) = 20 m/s
Se busca : la velocidad del objeto A (v A ') y la velocidad del objeto B (v B ') después de la colisión.
Solución :
En una colisión perfectamente elástica , si los objetos tienen la misma masa y se aproximan entre sí, la velocidad del objeto después de la colisión se calcula utilizando esta fórmula:
Velocidad del objeto A después de la colisión:
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4. Un objeto de 100 gramos que se mueve a 20 m/s choca contra una pared en una colisión perfectamente elástica. ¿Cuál es la magnitud y la dirección de la velocidad del objeto después de la colisión?
Conocido :
Masa (m A ) = 100 gramos = 0.1 kg
Masa de la pared (m B ) = infinito
La velocidad de la masa antes de la colisión (v A ) = 20 m/s
La velocidad de la masa después de la colisión (v B ) = 0
Se busca : la magnitud y la dirección de la velocidad después de la colisión.
solución:
Si v B = 0, m A muy pequeño y m 2 muy grande, entonces v A ' = -v A y v 2 ' = 0.
Los signos más y menos indican que los objetos se mueven en direcciones opuestas.
5. En la figura siguiente se muestran dos bolas, A con una masa de 2 kg y B con una masa de 5 kg, antes y después de la colisión. Si la colisión es perfectamente elástica, ¿cuál es la velocidad de la bola A antes de la colisión?
Conocido :
Masa de la pelota SoyA) = 2 kg
Masa de la bola B (m B ) = 5 kg
Velocidad de la bola B antes de la colisión (v B ) = 2 m/s
Velocidad de la bola A después de la colisión (v A ') = 5 m/s
Velocidad de la bola B después de la colisión (v B ') = 4 m/s
Ambas pelotas se mueven hacia la derecha, por lo que su velocidad se considera positiva.
Se busca: Velocidad de la bola A antes de la colisión (v A )
solución:
mA vA +mB vB = mA vA' + mB vB"
2(v A ) + (5)(2) = (2)(5) + (5)(4)
2(v A ) + 10 = 10 + 20
2(v A ) + 10 = 30
2(v A ) = 30 – 10
2(v A ) = 20
v A = 20/2
v A = 10 m/s
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6. Los objetos A y B se mueven a lo largo de un plano horizontal, como se muestra en la figura siguiente. Si la colisión es perfectamente elástica y la velocidad del objeto B después de la colisión es de 15 m/s , ¿cuál es la velocidad del objeto A después de la colisión?
Conocido :
Masa del objeto SoyA) = 5 kg
Masa del objeto B (m B ) = 2 kg
Velocidad del objeto A antes de la colisión (v A ) = 12 m/s
Velocidad del objeto B antes de la colisión (v B ) = 10 m/s
Velocidad del objeto B después de la colisión (v B ') = 15 m/s
Ambos objetos, antes y después de la colisión, se mueven hacia la derecha, por lo que su velocidad tiene signo positivo.
Se busca: Velocidad del objeto A después de la colisión (v A ')
solución:
mA vA +mB vB = mA vA' + mB vB"
(5)(12) + (2)(10) = (5)v A ' + (2)(15)
60 + 20 = (5)v A ' + 30
80 = (5)v A ' + 30
80 – 30 = (5)v A '
50 = (5)v A '
v A ' = 50/5
v A ' = 10 m/s
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