Ejercicios: Colisiones elásticas e inelásticas

Definí con tus palabras qué es una colisión elástica y qué es una colisión perfectamente inelástica. Indicá en cada caso qué ocurre con la cantidad de movimiento total y con la energía cinética total del sistema.

Clasificá cada situación como choque aproximadamente elástico, inelástico o perfectamente inelástico, y justificá brevemente: a) dos bolas de billar que se chocan y se separan; b) un vagón que choca con otro y quedan enganchados; c) una pelota de plastilina que se pega contra una pared.

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

Un auto de $1.000\ \text{kg}$ que circula a $20\ \text{m/s}$ choca por detrás contra un camión de $4.000\ \text{kg}$ que va en el mismo sentido a $10\ \text{m/s}$ por la ruta 5. Quedan enganchados. a) Calculá la velocidad final del conjunto. b) Calculá la energía cinética antes y después, y la energía perdida.

Dos carritos se mueven sobre un riel sin rozamiento. El carrito A ($1{,}0\ \text{kg}$) va a $4{,}0\ \text{m/s}$ y choca con el B ($3{,}0\ \text{kg}$), que está en reposo. Después del choque, A se mueve a $2{,}0\ \text{m/s}$ en sentido contrario al original. a) Calculá la velocidad de B. b) Verificá si el choque fue elástico.

Una bola de billar de $0{,}20\ \text{kg}$ que se mueve a $1{,}5\ \text{m/s}$ choca de frente, de forma elástica, con otra idéntica en reposo. Usando la conservación de la cantidad de movimiento y de la energía cinética, determiná las velocidades finales de ambas bolas.

Un bloque de madera de $2{,}0\ \text{kg}$ cuelga en reposo de un hilo largo. Una bala de $0{,}010\ \text{kg}$ se incrusta en él con velocidad horizontal $v$, y el conjunto sube una altura máxima de $0{,}20\ \text{m}$. Tomá $g = 10\ \text{m/s}^2$. a) Calculá la velocidad del conjunto justo después del impacto. b) Calculá la velocidad $v$ de la bala. c) Calculá qué fracción de la energía cinética inicial se disipó y explicá por qué no se puede aplicar conservación de la energía mecánica en el choque, pero sí en la subida.

Una pelota de $1{,}0\ \text{kg}$ a $6{,}0\ \text{m/s}$ choca de frente y elásticamente con otra de $2{,}0\ \text{kg}$ que va en sentido contrario a $3{,}0\ \text{m/s}$. a) Planteá las dos ecuaciones de conservación y hallá las velocidades finales. b) Verificá que la velocidad relativa de aproximación es igual a la de alejamiento. c) Explicá cómo cambiaría el resultado si el choque fuera perfectamente inelástico y calculá la velocidad final en ese caso.