Boletín 8

Departamento de Física Aplicada III
Escuela Técnica Superior de Ingeniería
Grado en Ingeniería Electrónica, Robótica y Mecatrónica
Física I
Boletı́n 8: Colisiones
8.1.- Una astronauta de 60 kg da un paseo espacial para reparar un satélite de comunicaciones. De pronto necesita consultar su libro de fı́sica. Un compañero de equipo se
lo lanza con una velocidad de 4 m/s relativa al vehı́culo espacial. Ella se encuentra en
reposo relativo respecto al vehı́culo espacial justo antes de atrapar el libro, de masa 3.0
kg. Determinar:
1. la velocidad de la astronauta justo después de atrapar el libro.
2. la energı́a mecánica inicial y final del sistema libro-astronauta.
3. el impulso ejercido por el libro sobre la astronauta.
8.2.- En una prueba de punterı́a, una persona dispara una bala de sobre un bloque de
madera suspendido. El bloque, con el proyectil en su seno, oscila como un péndulo hacia
arriba. A partir de la altura alcanzada por este péndulo, se informa inmediatamente al
público de la velocidad de la bala.
1. Obtener la expresión de la velocidad de la bala en función de las masas y de la altura.
2. Si la masa de la bala es de 12 g, la del bloque 2 kg y la altura alcanzada 10.4 cm,
¿qué velocidad tenı́a la bala?
8.3.- Repetir el problema anterior utilizando una caja vacı́a como blanco. La bala choca
contra la caja y la atraviesa completamente. Un dispositivo láser indica que la bala emerge
con una velocidad igual a la mitad del valor inicial. Con estos datos es posible deducir la
altura alcanzada por el blanco. ¿Cuánto vale esta altura?
8.4.- Un bloque de 4 kg que se mueve hacia la derecha con una velocidad de 6 m/s choca
elásticamente con un bloque de 2 kg que también se mueve hacia la derecha, pero cuya
velocidad es de 3 m/s. Calcular las velocidades finales v1f y v2f .
8.5.- Un neutrón de masa mn y velocidad vni choca elásticamente con un núcleo de
carbono de masa mC en reposo.
1. ¿Cuáles son las velocidades finales de ambas partı́culas?
2. ¿Qué fracción de f de su energı́a pierde el neutrón?
8.6.- Un disco de masa 0.5 kg se aproxima a otro que se encuentra parado sobre una
superficie de hielo sin rozamiento. La velocidad inicial del disco móvil es de 2 m/s. Después
del choque, el primer disco sale con velocidad v1 formando un ángulo de 30 ◦ con la lı́nea
original de movimiento; el segundo disco sale con velocidad v2 a 60 ◦ .
1. Calcular v1 y v2 .
2. ¿Fue elástica la colisión?
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