Choques o Colisiones - Ejercicios Resueltos - Nivel 2

Matemóvil

6 Feb 201715:28

Summary

TLDREn este video, Jorge de Matemóvil resuelve dos problemas de física relacionados con choques y rebotes. El primero involucra dos cuerpos que chocan plásticamente, donde se calcula la energía cinética perdida durante el choque utilizando la conservación de la cantidad de movimiento. El segundo problema trata sobre una pelota que rebota después de caer desde una altura, calculando el coeficiente de restitución y la altura después del segundo rebote. Ambos problemas se resuelven paso a paso, utilizando conceptos fundamentales de la física para aplicar fórmulas de movimiento y energía.

Takeaways

😀 Jorge explica cómo resolver problemas de choques plásticos entre cuerpos, donde se conservan la cantidad de movimiento y la energía cinética.
😀 El problema del examen de admisión a la Universidad Nacional de Ingeniería de 2016 involucra dos cuerpos de 1 kg, con velocidades iniciales de 2 m/s y 4 m/s en direcciones opuestas.
😀 Para resolver el problema, se utiliza la ley de conservación de la cantidad de movimiento para calcular la velocidad final después del choque.
😀 La fórmula de la energía cinética se usa para calcular la energía antes y después del choque, obteniendo que la energía cinética inicial es de 10 joules y la final es de 1 joule.
😀 La energía cinética perdida en el choque es de 9 joules, lo cual se obtiene restando la energía cinética final de la inicial.
😀 Se presenta un segundo problema sobre el coeficiente de restitución, donde una pelota cae desde 16 m y rebota hasta 4 m.
😀 El coeficiente de restitución se calcula usando la fórmula: la raíz cuadrada de la relación entre la altura después del rebote y la altura inicial antes del rebote.
😀 Con la fórmula, se obtiene un coeficiente de restitución de 1/2 para el primer rebote.
😀 Para calcular la altura después del segundo rebote, se utiliza el mismo coeficiente de restitución y la altura inicial de 4 m.
😀 El valor de la altura después del segundo rebote es 1 m, lo que se obtiene al aplicar la fórmula con las operaciones correspondientes.

Q & A

¿Qué nos pide calcular el problema número 6?
-El problema número 6 nos pide calcular la energía cinética perdida en un choque plástico entre dos cuerpos idénticos que se desplazan en direcciones opuestas con diferentes velocidades.
¿Cuál es la importancia de la conservación de la cantidad de movimiento en este tipo de problemas?
-La conservación de la cantidad de movimiento es fundamental en los choques, ya que nos permite calcular la velocidad final de los cuerpos después del impacto, lo que es esencial para determinar la energía cinética final y, por ende, la energía cinética perdida.
¿Cómo se calcula la cantidad de movimiento antes y después del choque?
-La cantidad de movimiento se calcula multiplicando la masa de cada cuerpo por su velocidad. Antes del choque, se suman los productos de masa y velocidad de ambos cuerpos, y después del choque, se considera la masa total (suma de las dos masas) y la velocidad final común de los cuerpos.
¿Por qué se toma en cuenta la ley de signos en este tipo de problemas?
-La ley de signos es importante porque indica que las velocidades hacia la derecha se consideran positivas y las velocidades hacia la izquierda negativas, lo que asegura que los cálculos de cantidad de movimiento sean correctos al tener en cuenta la dirección de los movimientos.
¿Cómo se calcula la energía cinética inicial y final en este problema?
-La energía cinética se calcula usando la fórmula 1/2 * masa * velocidad al cuadrado. Para la energía inicial, se usa las velocidades iniciales de cada cuerpo, y para la energía final, se utiliza la masa total y la velocidad final común de los cuerpos.
¿Por qué la energía cinética se pierde en un choque plástico?
-En un choque plástico, la energía cinética se pierde porque parte de ella se convierte en otros tipos de energía, como la energía térmica o potencial interna, debido a la deformación de los cuerpos y la no restitución total de la energía cinética.
¿Qué es el coeficiente de restitución?
-El coeficiente de restitución es una medida de la elasticidad de un choque. Se calcula como la raíz cuadrada de la relación entre la altura alcanzada después de un rebote y la altura desde la que cae un objeto, y nos indica cuánto de la energía cinética se conserva después del choque.
¿Cómo se calcula el coeficiente de restitución en este problema?
-Se calcula usando la fórmula: coeficiente de restitución = raíz cuadrada de (altura final / altura inicial). En este caso, se usa la altura antes y después del primer rebote para calcular el coeficiente.
¿Qué fórmula se usa para calcular la altura después del segundo rebote?
-Para calcular la altura después del segundo rebote, se usa la misma fórmula del coeficiente de restitución, ya que se mantiene constante. Se reemplaza la altura final del segundo rebote (después del primer rebote) y la altura inicial del rebote anterior (el primer rebote).
¿Cómo afecta el valor del coeficiente de restitución a las alturas posteriores a cada rebote?
-El valor del coeficiente de restitución determina qué tan alto llegará el objeto después de cada rebote. Cuanto más alto sea el coeficiente, mayor será la altura alcanzada después de cada rebote, y cuanto más bajo sea, la altura disminuirá más rápidamente.