La conservación de momentum

categoría Educación y lenguas / Ciencia / Física

La principal herramienta que tiene en el cálculo de lo que va a pasar en las colisiones es el conocimiento de que el momento se conserva. Usted sabe que el momento total antes de la colisión es la misma que la cantidad de movimiento total después de la colisión, siempre y cuando no hay fuerzas externas significativas.

Cuando tienes dos objetos que chocan (uno es inicialmente en reposo y el otro se mueve), y usted sabe la velocidad final y la masa de un objeto después de la colisión, se puede calcular la velocidad final del otro objeto. Usted puede hacer esto debido a que la cantidad de movimiento total se conserva, por lo que es lo mismo, antes y después de la colisión, como se muestra por esta ecuación:

po = pF

Ejemplo de pregunta

  1. Una bola de billar con una masa de 170 gy una velocidad de 30 m / s golpea otra pelota piscina que está en reposo. Si la primera bola de billar termina yendo en la misma dirección con una velocidad de 10 m / s, ¿cuál es la nueva velocidad de la segunda bola de billar?

    La respuesta correcta es 20 m / s.

  1. Utilice la ecuación po P =F.

  2. Todos los viajes se encuentra en la misma dirección en esta pregunta, así que usted puede tratarlo como una ecuación escalar. Encontrar el momento total originales:

    po = (0,17 kg) (30 m / s) = 5,1 kg-m / s

  3. El momento total inicial es igual al impulso final total, que viene dada por esta expresión, en donde p2f es el momento final de la segunda bola:

    po = 5,1 kg-m / s = pF = (0,17 kg) (10 m / s) + p2f

  4. Resolver p2f:

    p2f = 5,1 kg-m / s - 1,7 kg-m / s = 3,4 kg-m / s

  5. Dividir p2f por la masa de la bola de billar para encontrar su velocidad:

    imagen0.jpg

Preguntas de práctica

  1. A 160-g disco de hockey que viaja a 60 m / s golpea un disco estacionario. Si el primer disco termina yendo a los 20 m / s en la misma dirección que el segundo disco, qué tan rápido se está moviendo el segundo disco?

  2. Usted está conduciendo un auto de choque en un circo parque de diversiones a los 18 m / s, y golpear a otro coche que está en reposo.

    Si usted termina yendo a 6,0 m / s, ¿cuál es la velocidad final del otro coche, ya que ambos coches tienen masa 100,0 kg, tiene masa 80,0 kg, y la otra persona tiene una masa de 70,0 kg?

  3. 3.En el campo deportivo, una pelota de golf con una masa de 0.20 kg y la velocidad de 100,0 m / s golpea un balón de fútbol en reposo que tiene una masa de 0,45 kg.

    Si la pelota de golf termina en reposo, lo que es velocidad final de la pelota de fútbol, ​​ya que viaja en la misma dirección que la pelota de golf viajaba originalmente?

  4. Estás parado en un semáforo cuando un coche 1.000,0 kg (incluido el conductor) te golpea por la espalda a 10,0 m / s. Ouch.

    Si el otro coche termina moviéndose a 6 m / s, y si usted y su automóvil tiene una masa de 940 kg, lo que es su velocidad final?

A continuación se presentan las respuestas a las preguntas de la práctica:

  1. 58 m / s

  1. Utilice la ecuación po P =F.

  2. Los discos se desplazan en la misma dirección que aquí, por lo que puede tratar esto como una ecuación escalar. Encontrar el momento total originales:

    po = (0,16 kg) (60 m / s) = 9,6 kg-m / s

  3. Este es igual al momento final total, que viene dada por esta expresión, donde p2F es el impulso final del segundo disco:

    po = 9,6 kg-m / s = pF = (0,16 kg) (20 m / s) + p2F

  4. Resolver p2F:

    p2F = 9,6 kg-m / s - 0,32 kg-m / s = 9,28 kg-m / s

  5. 5.Dividir p2F en masa de la pastilla para encontrar su velocidad:

    image1.jpg

  • 13 m / s

    1. Use la ecuación po P =F.

    2. Los coches de choque viajan en la misma dirección que aquí, por lo que puede tratar esto como una ecuación escalar. Encontrar el momento total originales:

      po = (18 m / s) (100,0 kg + 80,0 kg) = 3.240 kg-m / s

    3. Este es igual al momento final total, que viene dada por esta expresión, donde p2F es el impulso final del segundo auto de choque:

      po = 3.240 kg-m / s = pF = (100,0 kg + 80,0 kg) (6,0 m / s) + p2F

    4. Resolver p2F:

      p2F = 3.240 kg-m / s - 1,080 kg-m / s = 2,160 kg-m / s

    5. Dividir p2F por el auto de choque y la masa de la persona para encontrar su velocidad:

      image2.jpg

      que se redondea a 13 con cifras significativas

    6. 44 m / s

      1. Utilice la ecuación po = pF.

      2. Encontrar el momento total originales:

        po = (0,20 kg) (100,0 m / s) = 20 kg-m / s

      3. Este es igual al momento final total, que viene dada por esta expresión, donde p2F es el impulso definitivo de la pelota de fútbol:

        po = 20 kg-m / s = pF = p2F

      4. Resolver p2F:

        p2F = 20 kg-m / s

      5. Dividir p2F en masa de la pelota de fútbol para encontrar su velocidad:

        image3.jpg

      6. 4.2 m / s

        1. Utilice la ecuación po = pF.

        2. Encontrar el momento total originales:

          po = (1.000,0 kg) (10,0 m / s) = 10.000 kg-m / s

        3. Este es igual al momento final total, que viene dada por la siguiente expresión, donde p2F es el impulso final del coche:

          po = 10.000 kg-m / s = pF = (1.000,0 kg) (6 m / s) + p2F

        4. Resolver p2F:

          p2F = 4,000 kg-m / s

        5. Dividir p2F por usted y la masa de su coche para encontrar su velocidad:

          image4.jpg


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