PROBLEMAS DE CHOQUES

UNIVERSIDAD CATOLICA DE VALPARAÍSO

INSTITUTO DE FÍSICA

PROBLEMAS DE CHOQUES

1. Un perdigón de masa 5 (kg) se lanza horizontalmente contra un bloque de madera de masa 3(kg), que se halla inicialmente en reposo sobre una mesa horizontal rugosa con coeficiente de roce 0.2. El perdigón penetra en el bloque  y se observa que el conjunto desliza 25(cm) antes de detenerse. Calcule la rapidez con que el perdigón impacta al bloque, y la energía disipada en la colisión.

1. Un péndulo de masa M se suelta desde la posición mostrada  y choca en forma perfectamente elástica con el péndulo de masa m= M/4, que está inicialmente en reposo. Después del impacto, la masa pendular m inicia un movimiento circular que le permite pasar por la vertical(en su punto más alto) donde la tensión del cabe tiene magnitud mg/10. Determine la posición de la cual se soltó  la masa pendular M

[pic 1]

                Problema 2                                        Problema 3

1. Una bala de masa m y velocidad v pasa a través de la esfera de un péndulo de masa M, saliendo con velocidad v/2. La esfera pendular cuelga del extremo de la cuerda de longitud L. ¿Cuál debe ser el valor de v  para que la tensión en la cuerda en la posición más alta sea 0.5 veces el peso de M?

1. Un individuo de masa 74 (kg) está dentro de un carro de masa 25 (kg) en reposo, el cual puede moverse sin roce sobre el suelo horizontal, el hombre tiene un balón de 1(kg) de masa que lanza sobre una pared vertical cercana, con la cual choca en forma perfectamente elástica rebotando a 20 (m/s), Si el individuo vuelve a coger el balón. Determine la velocidad final del conjunto.

[pic 2][pic 3]

                 Problema 4                                        Problema 5

1. El objeto de masa m se deja caer desde A. Si luego de golpear a la placa de masa M, regresa hasta B. ¿Cuál ha sido la máxima fuerza “marcada” en el dinamómetro?

1. El choque entre m1  y  m2  es perfectamente elástico y en el choque de m2 con m3 se pierde un 20% de energía cinética, determine la velocidad que adquiere m3,  en función de v1.. Considere al evaluar m1 = m2 = m3 = m

[pic 4][pic 5]

        Problema 6                                        Problema 7

1. La bolita de masa “m” comprime una longitud “a” a un resorte de constante elástica “k”. Se suelta la bolita la cual desliza por una superficie horizontal sin roce, choca y queda empotrada en una caja de masa “3m” que se encuentra en reposo, moviéndose posteriormente como un solo cuerpo, el cual comprime un resorte de constante “k”. Determine la longitud en que se comprime el segundo resorte.

1. El cuerpo de masa m1 se suelta desde la altura h1. Calcular desde que altura h2 se debe soltar m2 para que después de chocar en forma perfectamente elástica en al plano horizontal el cuerpo m1  quede en reposo, no hay roce.

[pic 6]

Problema 8

1. Un resorte de constante elástica k = 200(N/m) que se encuentra comprimido una longitud x = 0,2(m), lanza una bloque de masa m =0,5(Kg), la cual choca plásticamente a un cuerpo de masa 2m, considerando que entre los cuerpo y la zona AB existe un coeficiente de roce μ = 0,15. Determine la distancia que recorren los cuerpos hasta detenerse.

[pic 7]

Problema 9

1. Determine la velocidad de m3 para que el centro de masas del sistema permanezca en reposo. Considere:

m1  = m; m2 = 2m y m3 = 3m

v1 = 2 i  + 5 j;   v2 = 2,5 i.[pic 8][pic 9]

[pic 10]

[pic 11]

                Problema 10                                                Problema 11

1. ¿De qué altura se debe soltar la masa pendular m de modo que al chocar en forma perfectamente elástica a la masa pendular 4m, ésta llegue  al punto B?

[pic 12]

Problema  12

1. Determine la longitud b de modo que el centro de masas del sistema mostrado en la figura se encuentre en la vertical que pasa por 0.

1. Un cuerpo A, de masa m,  se suelta de la posición I mostrada en la figura,  chocando con el cuerpo B, de masa 2m, que se encuentra en reposo. Si en el choque se pierde un 20% de la energía inicial de A, determine que distancia recorrerá B en la  superficie rugosa de coeficiente de rozamiento μ hasta detenerse.

[pic 13]

I                  A

       y

            μ = 0

                                                                                          B

                                                   μ ≈0                                               μ ≠ 0

Problema 13

1. El cuerpo A, de masa m se mueve con una velocidad vA = 2 (m/s) por una superficie horizontal, de roce despreciable, impacta en forma elástica con un cuerpo B de masa m que se encuentra en reposo, el cual choca plásticamente al cuerpo C, de masa 3m que inicialmente estaba detenido. Determine.

a)  la velocidad final de cada uno de los cuerpos

b) ¿cuánta energía se perdió en los choques?

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