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Colisión parcialmente inelástica

De Laplace

(Diferencias entre revisiones)
Línea 20: Línea 20:
<center><math>v_{1f}=\frac{m_1-C_Rm_2}{m_1+m_2}v_0\qquad v_{2f}=\frac{(1+C_R)m_1}{m_1+m_2}v_0</math></center>
<center><math>v_{1f}=\frac{m_1-C_Rm_2}{m_1+m_2}v_0\qquad v_{2f}=\frac{(1+C_R)m_1}{m_1+m_2}v_0</math></center>
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Esta fórmula es general y vale también para colisiones elásticas (<math>C_R=1</math>) y completamente inelásticas (<math>C_R=0</math>).
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En el caso del enunciado en el que <math>C_R= 1/2</math> queda
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<center><math>v_{1f}=\frac{2m_1-m_2}{2(m_1+m_2)}v_0\qquad v_{2f}=\frac{3m_1}{2(m_1+m_2)}v_0</math></center>
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==Disipación de energía cinética==
==Disipación de energía cinética==
==Límite de los resultados==
==Límite de los resultados==
[[Categoría:Problemas de dinámica de los sistemas de partículas (GIE)]]
[[Categoría:Problemas de dinámica de los sistemas de partículas (GIE)]]

Revisión de 21:48 14 dic 2011

Contenido

1 Enunciado

Una partícula de masa m1 y que se mueve con velocidad v0 impacta frontalmente con una de masa m2 que se encuentra en reposo. El coeficiente de restitución vale CR = 0.5

  1. Halle las velocidades finales de las dos partículas
  2. Calcule la cantidad de energía cinética disipada en el proceso.
  3. ¿A qué tienden los resultados anteriores si m_1\gg m_2? ¿Y si m_2\gg m_1?

2 Velocidades finales

Las velocidades finales las obtenemos de dos ecuaciones:

La conservación de la cantidad de movimiento
Suponiendo que tras el choque ambas partículas se mueven sobre la recta por la que venía el proyectil inicial, esta ley nos da
m_1v_0 = m_1v_{1f}+m_2v_{2f}\,
El coeficiente de restitución es conocido
Este coeficiente relaciona la velocidad relativa de alejamiento con la de acercamiento
C_R=\frac{v_{2f}-v_{1f}}{v_{1i}-v_{2i}}\qquad\Rightarrow\qquad v_{2f}-v_{1f}=C_Rv_0

Estos da un sistema de dos ecuaciones con dos incógnitas, con solución general

v_{1f}=\frac{m_1-C_Rm_2}{m_1+m_2}v_0\qquad v_{2f}=\frac{(1+C_R)m_1}{m_1+m_2}v_0

Esta fórmula es general y vale también para colisiones elásticas (CR = 1) y completamente inelásticas (CR = 0).

En el caso del enunciado en el que CR = 1 / 2 queda

v_{1f}=\frac{2m_1-m_2}{2(m_1+m_2)}v_0\qquad v_{2f}=\frac{3m_1}{2(m_1+m_2)}v_0

3 Disipación de energía cinética

4 Límite de los resultados

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