Ejercicios: Colisiones inelásticas

Explica la diferencia entre una colisión inelástica y una perfectamente inelástica. Indica qué ocurre con los cuerpos después del choque en el segundo caso y qué valor tiene el coeficiente de restitución.

Un carrito de 1,0 kg que se mueve a $3{,}0\ \text{m/s}$ choca con otro carrito de 2,0 kg en reposo y ambos quedan unidos. Calcula la velocidad del conjunto inmediatamente después del choque.

En un choque inelástico, la energía cinética total disminuye. Indica en qué formas de energía se transforma la parte que "se pierde" y da dos ejemplos de la vida cotidiana, como un choque de autos en una calle de La Paz, en los que ocurra esta transformación.

Un vagón de 4.000 kg que rueda a $2{,}0\ \text{m/s}$ se acopla con otro vagón de 6.000 kg que está en reposo. Calcula la velocidad común después del acople y la energía cinética perdida en el choque, expresada en joules.

Una bala de 10 g se dispara horizontalmente a $400\ \text{m/s}$ contra un bloque de madera de 1,990 kg que está en reposo sobre una superficie lisa, y queda incrustada en él. Calcula la velocidad del bloque con la bala y el porcentaje de la energía cinética inicial que se transformó en otras formas de energía.

Un auto de 1.000 kg que viaja a $15\ \text{m/s}$ choca por detrás con una camioneta de 2.000 kg que avanza en el mismo sentido a $5{,}0\ \text{m/s}$. Quedan enganchados después del choque. Calcula la velocidad final del conjunto y la energía cinética perdida.

Un péndulo balístico está formado por un bloque de 2,0 kg colgado de hilos. Un proyectil de 0,050 kg se incrusta en él y el conjunto sube una altura máxima de $0{,}20\ \text{m}$ medida desde la posición más baja. Usa $g = 9{,}8\ \text{m/s}^2$. Explica por qué se puede aplicar conservación de la cantidad de movimiento en el choque pero conservación de la energía mecánica solo después, y calcula la velocidad del proyectil antes del impacto y la fracción de energía perdida en el choque.

Dos patinadores sobre una pista de hielo, Nayra (50 kg) e Inti (70 kg), se mueven perpendicularmente: Nayra hacia el este a $4{,}0\ \text{m/s}$ e Inti hacia el norte a $3{,}0\ \text{m/s}$. Se abrazan y siguen juntos. Determina el módulo y la dirección de la velocidad final del conjunto, calcula la energía cinética perdida y argumenta por qué la cantidad de movimiento se conserva como vector aunque la energía cinética no.