1. No category

Taller 4: Física del movimiento
Tema: Sistemas de partículas: Colisiones elásticas e inelásticas.
Junio 10-2015
Profesor: orlando cárdenas estrada.
Para fines educativos. Sin ánimo de lucro.
PROBLEMA 1
Una locomotora A de 80 Mg que viaja a
6.5 km/h choca con un carro
plataforma C de 20 Mg que transporta
una carga B de 30 Mg, la cual puede
deslizarse a lo largo del piso (
).
Si se sabe que el carro plataforma
estaba en reposo, sin frenos, y que se
acopló
automáticamente
con
la
locomotora
luego
del
impacto,
determine la velocidad del carro
plataforma
(a)
inmediatamente
después del impacto, (b) después de
que la carga
se ha deslizado con relación al carro
plataforma hasta llegar a un tope.
PROBLEMA 2
Tres vagones de carga idénticos
tienen las velocidades que se
indican en la figura. Si el vagón
A primero golpea al vagón B,
determine la velocidad de cada
vagón después de que hayan
ocurrido todas las colisiones si
(a) los tres vagones se acoplan
de manera automática, (b) si los
vagones A y B se acoplan
automáticamente mientras que
los vagones B y C rebotan uno
contra el otro con un coeficiente
de restitución e = 0.8.
PROBLEMA 3
Un helicóptero A de 9000 lb viajaba hacia el este con una rapidez de 75 mi/h y a una
altura de 2500 ft, cuando fue golpeado por otro helicóptero B de 12000 lb. Como
resultado de la colisión, los dos helicópteros perdieron altura y sus restos trenzados
cayeron al suelo en 12 s en un punto localizado 1500 ft al este y 384 ft al sur del
punto de impacto. Si se desprecia la resistencia del aire, determine las componentes
de la velocidad del helicóptero B justo antes del choque.
1
PROBLEMA 4
Un bloque B de 9 kg parte del reposo y se
desliza hacia debajo sobre la superficie
inclinada de una cuña A de 15 kg, la cual
está soportada por una superficie
horizontal. Si se desprecia la fricción,
determine (a) la velocidad de B en
relación con A después de que el bloque
se haya deslizado hacia abajo 0.6 m
sobre la superficie de la cuña, (b) la
velocidad correspondiente de la cuña.
PROBLEMA 5
En un parque de diversiones están los
“carritos chocones” de 200 kg A, B y
C, los cuales tienen conductores con
masas de 40, 60 y 35 kg,
respectivamente. El carrito A se
mueve a la derecha con una rapidez
de 2 m/s, el carrito C tiene una
rapidez de 1.5 m/s hacia la izquierda,
pero el carrito B está inicialmente en
reposo. El coeficiente de restitución
entre cada carrito es de 0.8.
Determine la velocidad final de cada
carrito,
después
de todos
los
impactos, si se supone que (a) los
carritos A y C golpean al carrito B al
mismo tiempo, (b) el carrito A golpea
al carrito B antes que de que el
carrito C golpee.
PROBLEMA 6
En un parque de diversiones están los
“carritos chocones” de 200 kg A, B y
C, los cuales tienen conductores con
masas de 40, 60 y 35 kg,
respectivamente. El carrito A se
mueve a la derecha con una rapidez
de 2 m/s cuando golpea al carrito B
que está inicialmente en reposo. El
coeficiente de restitución entre cada
carrito es de 0.8. Determine la
velocidad del carrito C de modo que
después de que el carrito B choque
con el C, la velocidad de B sea cero.
2
PROBLEMA 7
Un vehículo espacial de 900 lb viaja con una velocidad ⃗⃗⃗⃗
̂ pasando por el
origen O en
. Debido a cargas explosivas el vehículo se fragmenta en tres partes
A, B y C que pesan 450, 300 y 150 lb, respectivamente. Si se sabe que en
s,
las posiciones observadas de las partes son A (3 840 ft, -960 ft, -1 920 ft) y B (6 480
ft, 1 200 ft, 2 640 ft), determine la posición de la parte C
PROBLEMA 8
Un proyectil de 30 lb pasa por el origen O con una velocidad v0 = (120 ft/s) ̂ cuando
explota en dos fragmentos A y B, de 12 y 18 lb, respectivamente. Si se sabe que 3
segundo después, la posición del fragmento A es (300ft, 24 ft, -48 ft), determine la
posición del fragmento B en el mismo instante. Suponga que: e ignore la resistencia
del aire.
PROBLEMA 9
Si se sabe que las coordenadas del
poste eléctrico son
y
determine (a) el tiempo
transcurrido desde el primer choque
hasta el impacto en P, (b) la rapidez
del automóvil A.
3
PROBLEMA 10
Si se sabe que la velocidad del
automóvil A fue de 129.6 km/h y que
el tiempo transcurrido desde el primer
choque hasta el impacto en P fue de
2.4 s, determine las coordenadas del
poste eléctrico P.
4
PROBLEMA 11
Dos automóviles A y B, de masa mA y
mB viajan en direcciones opuestas
cuando chocan de frente. El impacto se
supone perfectamente plástico y,
además, se considera que la energía
absorbida por cada automóvil es igual
a su pérdida de energía cinética con
respecto a un sistema de referencia en
movimiento unido al centro de masa
del sistema de los dos vehículos. Si se
denota con EA y EB la energía que
absorben los automóviles A y B, (a)
demuestre que EA/EB = mB/mA, es
decir, la cantidad de energía que
absorbe cada vehículo es inversamente
proporcional a su masa. (b) Calcule EA
y EB, si se sabe que mA= 1 600 kg y mB
= 900 kg y que las velocidades de A y
B son, respectivamente, 90 y 60 km/h.
BIBLIOGRAFÍA BÁSICA
BIBLIOGRAFÍA BÁSICA:
 Serway R.y Jewet, Física Tercera Edicion, THOMSON

Sears F., Zemansky M., Young H & Freedman. Física Universitaria. PEARSON –
Addison Wesley.

Beer and Johnston Novena Edición.
Dinámica.

Alonso M & Finn E., Física
Mecánica Vectorial Para Ingenieros.
5
BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA:
 http://phet.colorado.edu/
 www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/default.htm
 www.fisica.edu.uy
 www.fisica.net/