Conservación de la cantidad de movimiento

Hace poco estudiamos que la cantidad de movimiento nos venía dada por Conservación de la cantidad de movimiento

Dos móviles que se mueven en la misma dirección pero sentidos opuestos poseen la misma cantidad de movimiento antes y después de un choque.

Vamos a fijarnos en el problema siguiente:



2.147  Un vagón de una masa de 10000 kg se desliza por una vía con una velocidad anterior al choque de 20 m/s.

En sentido contrario en la misma vía otro vagón de 50000 kilos de masa marcha a una velocidad de 15 m/s.

Tratándose de un choque elástico ¿cuáles son las velocidades de cada vagón después del choque?

Respuesta – Solución paso a paso

En primer lugar es aconsejable disponer de un dibujo, figura, foto, etc., siempre ayuda a comprender mejor:

 

Conservación de la cantidad de movimiento

 

Conservación de la cantidad de movimiento

 

La cantidad de movimiento antes del choque es, aplicando la fórmula: masa multiplicada por la velocidad de cada vagón:

Conservación de la cantidad de movimiento

La cantidad de movimiento después del choque es, aplicando la fórmula de la masa multiplicada por la velocidad de cada vagón:

Conservación de la cantidad de movimiento  

Tenemos una ecuación y dos incógnitas: vf y Vf.

Necesitamos otra ecuación para resolver el problema.

La segunda ecuación la obtenemos aprovechando la ecuación de la energía cinética.

La energía cinética antes y después del choque son iguales. La energía no se destruye, en este caso se transforma en valores diferentes relativas a la velocidad.

La energía cinética antes del choque aplicando la fórmula y sustituyendo valores es:

energía cinética.

energía cinética.

Después del choque la energía cinética valdrá también 7625000 J lo que nos permite escribir:

energía cinética.

Ya hemos conseguido las dos ecuaciones para las dos incógnitas vf  Vf:

energía cinética.


energía cinética.

Resolvemos el sistema:


            energía cinética.

Simplificamos lo que podemos:


energía cinética.

Nos queda:


energía cinética.

 

Simplificamos la segunda igualdad por 5000:


energía cinética.

Despejamos vf en la 1ª igualdad y la sustituimos en la 2ª ecuación:

energía cinética.


Elevamos al cuadrado el primer término:


energía cinética.


Quitamos denominadores:


energía cinética.

Reducimos términos semejantes y ordenamos la ecuación de 2º grado:


energía cinética.

Resolvemos esta ecuación:


energía cinética.

energía cinética.

El vagón de más masa sale rebotado hacia la derecha (signo positivo) a una velocidad de 8,677833 m/s y sustituyendo este valor en la primera ecuación obtenemos:

Conservación de la cantidad de movimiento

El vagón de menor masa sale despedido hacia la izquierda (signo menos) a una velocidad de 33,88915 m/s.

Contenidos que te pueden interesar
Este sitio usa cookies para personalizar el contenido y los anuncios, ofrecer funciones de redes sociales y analizar el tráfico. Ninguna cookie será instalada a menos que se desplace exprésamente más de 400px. Leer nuestra Política de Privacidad y Política de Cookies. Las acepto | No quiero aprender cursos gratis. Sácame