Fisica1 2021-11-8 V15.2 Ejercicio conserv cantidad movimiento, explosion cohete en 2 dimensiones

Summary

En esta clase, se aborda un ejercicio práctico sobre la conservación de la cantidad de movimiento y la energía en un cohete que explota en el espacio. Se explica cómo el cohete se divide en tres partes tras la explosión, analizando las velocidades y direcciones de cada fragmento. Se discute la diferencia entre fuerzas internas y externas, enfatizando la importancia de entender estas fuerzas para resolver problemas de física. Además, se calculan la energía inicial y final del sistema, destacando que la energía no se conserva debido a la explosión, lo que genera un cambio energético significativo en el sistema.

Takeaways

• 😀 La práctica de física se centrará en el análisis de un cohete que explota en tres piezas, explorando su movimiento en dos dimensiones.
• 😀 La conservación de la cantidad de movimiento es fundamental; el momento total del sistema antes y después de la explosión debe ser igual si no hay fuerzas externas.
• 😀 Se deben distinguir entre fuerzas internas (de la explosión) y externas; en el espacio, las fuerzas externas como la gravedad son mínimas.
• 😀 Es crucial entender que al principio, el cohete está en reposo, lo que significa que su energía cinética inicial es cero.
• 😀 Se utilizan descomposiciones vectoriales para analizar las velocidades finales de las piezas del cohete en las direcciones x e y.
• 😀 La energía cinética se calcula para cada fragmento después de la explosión, siendo vital para evaluar la conservación de la energía.
• 😀 La velocidad del primer fragmento se da como 150 m/s verticalmente hacia arriba, mientras que los otros se descomponen en componentes horizontales y verticales.
• 😀 A través de cálculos, se determina que la energía final del sistema es significativamente mayor que la energía inicial, lo que implica que se añade energía a través de la explosión.
• 😀 Se debe prestar atención a las fuerzas en el sistema: se presentan fuerzas internas que son responsables de la explosión y su efecto en el movimiento.
• 😀 Finalmente, se concluye que la energía no se conserva en este sistema, debido a la conversión de energía química en energía cinética durante la explosión.

Q & A

¿Qué tema principal se aborda en la discusión sobre el cohete?

El tema principal es la conservación de la cantidad de movimiento y la energía en el contexto de un cohete que se explota en tres partes en el espacio.

¿Por qué se considera que la cantidad de movimiento se conserva en este caso?

Se considera que la cantidad de movimiento se conserva porque el cohete está en un sistema aislado en el espacio, donde no hay fuerzas externas significativas actuando sobre él.

¿Qué importancia tiene diferenciar entre fuerzas internas y externas en el análisis del sistema?

Diferenciar entre fuerzas internas y externas es fundamental para aplicar correctamente las leyes de conservación. Las fuerzas internas no afectan la cantidad total de movimiento del sistema, mientras que las externas sí podrían hacerlo.

¿Cuál es la velocidad del fragmento que se mueve hacia arriba tras la explosión?

La velocidad del fragmento que se mueve hacia arriba es de 150 metros por segundo, como se menciona en la discusión.

¿Qué se debe analizar al calcular la velocidad de los fragmentos que se mueven en direcciones distintas?

Se debe descomponer la velocidad de los fragmentos en sus componentes en los ejes x e y, utilizando trigonometría para calcular los efectos de los ángulos de explosión.

¿Cómo se relaciona la energía inicial con la energía final en el sistema del cohete?

La energía inicial del sistema es cero porque el cohete está en reposo. La energía final se calcula a partir de la energía cinética de los fragmentos, la cual aumenta debido a la explosión.

¿Qué tipo de energía se considera en la discusión y por qué?

Se considera principalmente la energía cinética, ya que todos los fragmentos se mueven después de la explosión, y no hay potencial gravitacional significativo en el espacio.

¿Qué conclusión se puede obtener sobre la conservación de la energía en este experimento?

La conclusión es que la energía no se conserva en este sistema, ya que la explosión genera energía adicional que se transforma en energía cinética de los fragmentos.

¿Por qué es importante calcular el trabajo realizado en el sistema?

Calcular el trabajo realizado es importante porque este trabajo es igual al cambio en la energía del sistema, lo que permite entender cómo la energía se transforma y se conserva en diferentes formas.

¿Cuál es el resultado final de la energía al final del proceso según los cálculos discutidos?

El resultado final de la energía al final del proceso es aproximadamente 5 millones 125 mil joules, lo que indica una gran cantidad de energía generada por la explosión.