Ejercicios de Choques 2 (Resueltos)

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Una partícula de masa 0.2 kg moviéndose a 0.4 m/s choca contra otra partícula de masa 0.3 kg que está en reposo. Después del choque la primera partícula se mueve a 0.2 m/s en una dirección que hace un ángulo de 40º con la dirección original. Hallar la velocidad de la segunda partícula. La Q del proceso. El péndulo simple de la figura consta de una masa puntual m 1 =20 kg, atada a una cuerda sin masa de longitud 1.5 m. Se deja caer desde la posición A. Al llegar al punto más bajo de su trayectoria, punto B, se produce un choque perfectamente elástico con otra masa m 2 =25 kg, que se encuentra en reposo en esa posición sobre una superficie horizontal sin rozamiento. Como consecuencia del choque, la masa m 1 rebota hasta alcanzar la posición C a altura h del suelo. Determinar a. La velocidad de m 1 al llegar a la posición B antes del choque y la tensión de la cuerda en ese instante. b. Las velocidades de m 1 y m 2 después del choque. c. La energía cinética que pierde m 1 en el choque. d. La altura h al que asciende la masa m 1 después del choque.

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Una partícula de masa 0.2 kg moviéndose a 0.4 m/s choca contra otra partícula de masa 0.3 kg

que está en reposo. Después del choque la primera partícula se mueve a 0.2 m/s en una dirección que

hace un ángulo de 40º con la dirección original.

Hallar la velocidad de la segunda partícula.

La Q del proceso.

El péndulo simple de la figura consta de una masa

puntual m1=20 kg, atada a una cuerda sin masa de

longitud 1.5 m. Se deja caer desde la posición A. Al

llegar al punto más bajo de su trayectoria, punto B, se

produce un choque perfectamente elástico con otra

masa m2=25 kg, que se encuentra en reposo en esa

posición sobre una superficie horizontal sin

rozamiento. Como consecuencia del choque, la masa

m1 rebota hasta alcanzar la posición C a altura h del

suelo. Determinar

a. La velocidad de m1 al llegar a la posición B antes del choque y la tensión

de la cuerda en ese instante. b. Las velocidades de m1 y m2 después del choque.

c. La energía cinética que pierde m1 en el choque. d. La altura h al que asciende la masa m1 después del choque.

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Una bala de 200 g choca con un bloque

de 1.5 kg que cuelga de una cuerda, sin

peso de 0.5 m de longitud, empotrándose

en el bloque. A este dispositivo se le

denomina péndulo balístico.

Responder a las siguientes cuestiones:

¿Cuál debe ser la velocidad de la bala para que el péndulo se desvíe 30º?

Determinar la tensión de la cuerda en el punto más alto de la trayectoria circular, cuando la velocidad de la bala es de 45 m/s.

¿Describirá el bloque un movimiento circular cuando la velocidad de la bala es de 40 m/s?. Razónese la respuesta. En caso negativo, determinar su

desplazamiento angular.

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Una bala de 50 g de masa se empotra en un bloque de madera de 1.2 kg de masa

que está suspendido de una cuerda de 2 m de larga. Se observa que el centro de masa del bloque y la bala se eleva 40 cm. Encontrar el módulo de la velocidad de

la bala. La tensión de la cuerda cuando el ángulo que forma con la vertical es de 10º.

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Desde el extremo de una plataforma móvil de

80 kg, inicialmente en reposo, un niño de 40 kg

corre hacia el otro extremo a una velocidad

constante de 1 m/s. Determinar la velocidad de

la plataforma y el sentido de su movimiento.

¿Qué principio físico aplicas?

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2.-Un niño de 40 kg está en el extremo de una

plataforma de 80 kg y 2 m de longitud. El niño

se desplaza hasta el extremo opuesto de la

plataforma. Supondremos que no hay

rozamiento entre la plataforma y el suelo.

¿Cuánto se desplaza el centro de masas

del sistema formado por la plataforma y el niño?. Razónese la respuesta.

¿Cuánto se desplaza el niño respecto del suelo? ¿Cuánto se desplaza la plataforma

respecto del suelo?

Si el niño corre sobre la plataforma a velocidad constante de 0.5 m/s (respecto de la

plataforma) ¿Con qué velocidad se mueve la plataforma?. Razónese la respuesta.

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Una bala de masa 0.3 kg y velocidad desconocida choca

contra un saco de 4 kg suspendido

de una cuerda de 0.5 m de larga y

en reposo. Después del choque el

saco se eleva hasta que la cuerda

hace un ángulo de 30º con la

vertical, mientras tanto la bala

describe una parábola, estando el

punto de impacto a 20 m de

distancia horizontal y 1.5 m por

debajo. Calcular:

La velocidad del saco y la

de la bala inmediatamente

después del choque

La velocidad de la bala

antes del choque y la

energía perdida en el

mismo

La tensión de la cuerda

cuando esta hace 10º con

la vertical

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Una partícula de 5 kg de masa moviéndose a 2 m/s choca contra otra partícula de

8 kg de masa inicialmente en reposo.Si la primera partícula se desvió 50º de la

dirección original del movimiento. Hallar la velocidad de cada partícula después del choque. Se supone que el choque es elástico

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Desde un punto B situado a 7.65 m del suelo se deja caer una esfera de madera de 460 gr de

peso; en el mismo instante, desde otro punto A

situado a igual nivel que B y distante de éste 270

m se dispara un proyectil de cobre de 20 gr, el

cual alcanza la esfera centralmente durante su

caída, quedando empotrada en la misma y

alcanzando ambos el suelo a 7.5 m del pie de la

vertical que pasa por B.

Determinar el ángulo de tiro para que

se produzca el choque en el punto C.

Calcular la velocidad de disparo de la

bala v0

(se consideran los cuerpos como masas

puntuales y no se tendrá en cuenta la resistencia

del aire).

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Una bala de 10 g se incrusta en un bloque de 990 g que descansa sobre una

superficie horizontal sin fricción, sujeto

a un resorte, tal como se ve en la figura.

El impacto comprime el resorte 15 cm.

Del resorte se sabemos que una fuerza

de 2 N produce una comprensión de 0.25

cm. Calcular

La constante elástica del muelle

La velocidad del conjunto bloque

+ bala justo después del choque

La velocidad de la bala antes del

choque.

Una bala de 0.2 kg y velocidad u=50 m/s choca

contra un bloque de 9.8 kg

empotrándose en el mismo. El

bloque está unido a un muelle

de constante k=1000 N/m.

Calcular.

La velocidad v0 del

conjunto bala-bloque

después del choque.

La amplitud, periodo, fase inicial del MAS

que describe el

conjunto bala-bloque.

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La velocidad y el

instante en el que

pasa por primera vez

por el punto P situado

en x= -5.0 cm

Una partícula de masa 4 kg y velocidad 2 m/s choca contra otra de 3 kg que está

en reposo. La primera se desvía –45º respecto de la dirección inicial y la segunda 30º.

Calcular las velocidades de ambas partículas después del choque.

¿Es elástico?

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Tres partículas A, B y C de masas mA = mB = m y mC = 2m,

respectivamente se están moviendo con velocidades cuyo

sentido se indica en la figura y de valor vA = vB= v y vC = 2v. Se

dirigen hacia el origen del sistema de coordenadas al que llegan

en el mismo instante. Al colisionar A y B quedan adheridas y

salen en la dirección indicada con velocidad v/2.

¿Qué principio aplicas para resolver el problema?. ¿Por

qué?.

Determinar: la velocidad y dirección sale la partícula C.

¿Es un choque elástico?. Razona la respuesta.

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Un resorte vertical de constante K=1000 N/m sostiene un plato de 2 kg de

masa. Desde 5m de altura respecto al plato se deja caer un cuerpo de 4 kg

que se adhiere a él.

Calcular la máxima compresión del resorte

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.-Un muelle vertical de constante k=1000 N/m sostiene un plato de 4

kg de masa. Desde 5 m de altura respecto al plato se deja caer una

bola de 2 kg que choca elásticamente.

Calcular la máxima deformación del muelle y la altura máxima a la

que ascenderá la bola después del choque. (g=10 m/s2)

Las esferas de la figura tienen masas mA = 20g, mB = 30g y

mC = 50g. Se mueven hacia el origen sobre una mesa sin

fricción con velocidades vA = 1.5 m/s y vB = 0.5 m/s. Las

tres esferas llegan al origen simultáneamente.

¿Cuánto tiene que valer vC (módulo y dirección)

para que las masas queden en el origen, sin

moverse, después del choque?

¿Se ha perdido energía cinética en el choque? Si es

así, cuánta

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Dos bolas de marfil de masas m y 2m respectivamente están

suspendidas de dos hilos inextensibles de 1 m de longitud.

Separamos la bola de masa m de su posición de equilibrio 60º,

manteniendo el hilo extendido y en el mismo plano vertical que

el otro hilo. La soltamos y choca elásticamente con la bola de

masa 2m, Se pide calcular:

La velocidad de ambas bolas inmediatamente después

del choque.

Las máximas alturas a las que ascenderán después del

choque.

Page 18: Ejercicios de Choques 2 (Resueltos)

Un bloque de masa m1 = 1 kg choca

contra otro bloque que se encuentra en

reposo de masa m2 = 2 kg, situado en la

posición indicada en la figura. La

velocidad del primer bloque

inmediatamente antes del choque

es v1 = 5 m/s.

Sabiendo que el choque es elástico y que podemos considerar las masas

como puntuales, calcular la velocidad

de las dos masas inmediatamente

después del choque.

Teniendo en cuenta que el coeficiente

de rozamiento entre el plano y los

cuerpos es = 0.1, calcular:

La máxima compresión del muelle (de constante k = 1000 N/m) producida

por m2.

El espacio recorrido por m1 hasta

detenerse.

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Un muelle vertical de constante k=1000 N/m

sostiene un plato de 2 kg de masa.

Cuánto se ha deformado el muelle x0.

Desde 5 m de altura respecto del plato se

deja caer un cuerpo de 4 kg de masa que se

adhiere al plato.

¿Cuál es la velocidad v del conjunto cuerpo-

plato inmediatamente después del choque?

El muelle se comprime. ¿Cuál es la máxima

comprensión del muelle xmáx?

Se aconseja tomar como energía potencial

cero, la posición inicial del extremo del

muelle sin deformar

Page 20: Ejercicios de Choques 2 (Resueltos)

Una granada se mueve horizontalmente con respecto al suelo a 8 km/s explota

dividiéndose en tres fragmentos iguales. Uno sale en dirección horizontal (la misma que llevaba la granada) a 16 km/s. El segundo sale hacia arriba formando

un ángulo de 45º y el tercer fragmento, hacia abajo formando un ángulo de 45º.

Hallar la velocidad del segundo y del tercer fragmento Hallar el factor Q de la explosión (Q=ΔEc)

Sabiendo que la granada se encontraba a 100 m del suelo cuando se produce la explosión, hallar el alcance de cada uno de los fragmentos.

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