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Choque inelástico entre un proyectil y una barra que cuelga verticalmente (7745)

F_y_Q — 2022-09-29T08:01:20Z

Un proyectil de 2.00 kg de masa se mueve a la derecha con una rapidez de . El proyectil golpea y se queda pegado a una distancia de d=3.00 m del extremo de una varilla de M = 5.00 kg y 4.00 m de longitud que cuelga verticalmente en reposo y hace pivote alrededor de un eje sin fricción que pasa por su extremo superior. Determina:

a) La rapidez angular del sistema inmediatamente después de la colisión.

b) La energía cinética del sistema antes de la colisión.

c) La energía cinética del sistema después de la colisión.

d) La degradación de energía durante la colisión.

Se trata de un choque inelástico y puedes calcular la velocidad del sistema una vez que se produce la colisión si aplicas que se tiene que conservar la cantidad de movimiento del sistema:

a) La rapidez angular la obtienes si consideras la distancia a la que se produce el impacto y la velocidad que has calculado:

b) La energía cinética antes de la colisión será la suma de las energías cinéticas de ambos cuerpos:

c) Después del choque debes tener en cuenta la masa total del sistema y la velocidad tras el choque que calculaste:

d) Basta con que hagas la diferencia entre las energías cinéticas calculadas:

Daños que se producen en una colisión de vehículos con y sin deformación (6310)

F_y_Q — 2020-02-28T07:34:43Z

En un accidente chocan dos vehículos a igual velocidad de 120 km/h. Uno de los coches tiene una chapa muy resistente y no se deforma, mientras que el otro solo tiene reforzado el habitáculo del conductor pero su chasis queda completamente deformado. ¿Cuál de las dos personas accidentadas sufrirá más daños? Justifica la respuesta.

La persona que marcha en el vehículo que no se deforma será la que sufra más daños.

Esto se debe a que la energía cinética inicial de los vehículos, aunque es la misma, no se transforma de la misma manera. En el coche que no se deforma, la energía cinética inicial se transfiere casi íntegra a la persona que lo conduce, mientras que en el coche que se deforma gran parte de esa energía cinética inicial se degrada en forma de trabajo para la deformación de la carrocería. De este modo, la energía que se transfiere a la persona que conduce es menor.

Conservación de la energía mecánica en sistema que degrada energía (6288)

F_y_Q — 2020-02-20T07:35:02Z

Una pelota se arroja desde una altura de 110 metros con una velocidad inicial de 5 m/s. La masa de la pelota es de 3 kg. Calcula:

a) ¿Con qué velocidad golpea el objeto al suelo?

b) Si el objeto golpea el suelo y pierde de la energía, y rebota nuevamente hacia arriba, ¿cuál será la altura máxima que alcanzará la pelota con el rebote?

La energía mecánica de la pelota se tiene que conservar en el primer tramo porque no se degrada energía en la caída y luego tendrás que tener en cuenta la energía que se degrada en el rebote. Puedes calcular la energía mecánica inicial y, a partir de ahí, hacer el resto del problema.
a) La energía mecánica es la suma de las energía potencial y cinética:

Cuando la pelota llega al suelo solo tiene componente cinética en la energía mecánica. Despejas el valor de la velocidad y calculas:

b) Tras chocar contra el suelo la pelota degrada el de su energía, es decir, la energía que conserva es solo el . Calculas el de la energía mecánica inicial y esa es la energía potencial que debe tener cuando alcance la altura máxima tras el rebote:

Igualas esta energía a la energía potencial tras el rebote y despejas y calculas la altura máxima:

[P(939)] Energía degradada y velocidad tras una frenada

F_y_Q — 2019-05-27T07:40:27Z

Aprende cómo calcular la energía que se degrada cuando un vehículo frena y cómo podemos saber cuál será la velocidad tras la frenada, tal y como nos plantean en este PROBLEMA.

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Límite de la eficiencia de una máquina (3951)

F_y_Q — 2017-02-15T06:19:31Z

¿Por qué no existe una máquina eficiente al 100 %?

No es posible una eficiencia del 100 % en una máquina porque toda transformación de energía lleva asociada una degradación de energía, entendida como una fracción de la energía que se invierte en aumentar la entropía del universo, y que no puede ser usada para el propósito de la máquina, según establece la segunda ley de la termodinámica. Esto hace que el cociente entre el trabajo realizado y la energía consumida siempre sea menor que uno.

Energía y trabajo no conservativo (2078)

F_y_Q — 2013-05-20T06:31:32Z

En un experimento se dispara una bala que se detiene contra un muro construido por bultos de arena. Desde el instante en que la bala entra en contacto con la arena su velocidad disminuye rápidamente hasta detenerse. La bala se detiene en los bultos de arena porque:

a) La arena tiene una mayor densidad que el material de la bala.

b) La arena es muy compacta y no permite el movimiento de la bala.

c) La fuerza que detiene la bala actúa en la dirección de su movimiento.

d) La fuerza que detiene la bala actúa en sentido contrario a su movimiento.

Justifica la respuesta.

La respuesta es la d)

La bala se detiene porque disipa la energía que tenía y esta energía se disipa en forma de calor. Para ello es necesario que haya una fuerza no conservativa, que es el rozamiento de la bala con los bultos de arena.

Por definición, la fuerza de rozamiento es siempre una fuerza que se opone al movimiento.

EBAU Andalucía: física (junio 2010) - ejercicio B.3 (1489)

F_y_Q — 2011-08-24T21:50:36Z

Por un plano inclinado que forma un ángulo de con la horizontal se lanza hacia arriba un bloque de 10 kg con una velocidad inicial de . Tras su ascenso por el plano inclinado, el bloque desciende y regresa al punto de partida con una cierta velocidad. El coeficiente de rozamiento entre plano y bloque es 0.1.

a) Dibuja en dos esquemas distintos las fuerzas que actúan sobre el bloque durante el ascenso y durante el descenso e indique sus respectivos valores. Razona si se verifica el principio de conservación de la energía en este proceso.

b) Calcula el trabajo de la fuerza de rozamiento en el ascenso y en el descenso del bloque. Comenta el signo del resultado obtenido.

Dato:

a) Ascenso:

Descenso:

; ;

b)

Es negativo porque es energía que disipa el sistema y se considera negativa. De ese modo la energía mecánica final es menor que la energía mecánica inicial.

RESOLUCIÓN DEL PROBLEMA EN VÍDEO.

Conservación de la energía mecánica con rozamiento 0002

F_y_Q — 2011-07-22T13:39:16Z

Se comprime 10 cm un resorte de k = 120 N/m y se coloca un cuerpo de 1,2 kg a continuación. Calcula la distancia que recorrerá el cuerpo sobre un plano horizontal si su coeficiente de rozamiento cinético es 0,15, una vez que se suelte el resorte.

- Trabajo y Energía / Energía potencial elástica, Trabajo, Conservación energía, Energía degradada, Rozamiento

Conservación de la energía mecánica con rozamiento 0001

F_y_Q — 2011-07-22T13:39:12Z

Un niño juega en un tobogán de 3 m de altura y que tiene una inclinación de con respecto a la horizontal. Si el coeficiente de rozamiento entre el tobogán y el niño es 0.25, ¿cuál será la velocidad con la que el niño llega al suelo?

Trabajo debido a fuerza variable 0002

F_y_Q — 2011-06-09T19:09:35Z

Una masa de 4 kg está unida a un muelle de constante recuperadora de 400 N/m desliza por una superficie horizontal con un coeficiente de rozamiento de 0,2. Si se comprime cinco centímetros y luego se libera, calcula la velocidad de la masa cuando llega a la posición de equilibrio.

- Trabajo y Energía / Energía potencial elástica, Energía cinética, Energía degradada, Rozamiento