Cap. 11 EnergíaProblemas 9 A y 1 B

Carlos E. Kelly Castro

Un vagón de un ferrocarril choca con otro vagón de igual masa. Después del choque, los dos vagones se enganchan y se mueven a una rapidez de 4.0 m/s. La masa de cada vagón es de 5.0 x 105 kg.

A- Antes de la colisión, el primer vagón viajaba a 8.0 m/s. ¿Cuál es su momento?

B - ¿Cuál es el momento total de los dos vagones después de la colisión?

C- Determina la energía cinética de los vagones antes y después del choque

D- ¿A que se debe la pérdida en energía cinética?

Problema 9A

A B A B

Problema 9A

5.0 x 105 kg

8.0 m/s

4.0 m/s

A)mi= 5.0 x 105 kg Vai = 8.0 m/s Pai= ? Pai= mVai Pai= (5.0 x105kg)(8.0m /s) Pai= 4.0 x 106kg m/s

B) Pf= mVf Vf= 4.0 m/s Pf = ? Pf =(5.0 x 105 kg)(4.0 m/s) Pf = 2.0 x 106 kg m/s

Problema 9A

Solución:El momento inicial

es de 4.0 x106 kg m/s

Solución:El momento final es

de 2.0 x 106 kg m/s

C) ECi= ½(mVi2)

m= 5.0 x 105 kg Vi= 8.0 m/s ECi=1/2(5.0 x 105kg)

(8.0 m/s)2 ECi= 1.6 x 107 J

ECf= ½(mVf2) Vf= 4.0 m/s ECf= ½(5.0 x 105

kg)(4.0 m/s)2

ECf= 4.0 x 106 J

Problema 9A

Solución:La energía cinética de los vagones antes de

la colisión es de 1.6 x 107 J y después de la colisión es de 4.0 x 106 J

D) La pérdida de energía cinética se debe a la reducción de la velocidad que trae el vagón A cuando hace una colisión inelástica con el vagón B.

Problema 9A

Un niño de 420 N de peso se sienta en el asiento de un columpio que se encuentra a una distancia de 0.40 m sobre el piso. Un amigo hala el columpio hacia atrás, de forma que el asiento queda a una distancia de 1.00 m sobre el piso, y lo suelta.

A. ¿Cuál será la rapidez del niño cuando el columpio pase por su posición más baja?

B. Si el niño se moviese a 2.0 m/s cuando el columpio se encuentra en su posición más baja, ¿cuánto trabajo realiza la fuerza de fricción sobre el columpio?

Problema 1B

Problema 1B

0.40 m 1.00 m

420 N

Peso= 420 N d1= 0.40 m d2= 1.00 m V=? Peso = mg m = Peso/ g m= 420 N/9.81

m/s2

m= 4.28 kg

W = Fd EC = ½(mv2) W = EC Fd = ½(mv2) v = √2Fd/ m v = 8.86 m/s2

Problema 1B

Solución:La velocidad del niño en su punto mas bajo es de 8.86 m/s2

v= 2.0 m/s2 m = 4.28 kg W = EC W = ½(mv2) W = 8.56 J

Solución: El trabajo realizado es de 8.56 J

Problema 1B