Page 122 - Libro Hipertextos Fisica 1

Acción y reacción - Tercera ley de Newton

3.6 Colisiones

En muchas situaciones cotidianas observamos que se producen coli-
siones entre objetos, por ejemplo, lo que sucede con las bolas de billar,
o el comportamiento de las partículas de un gas. Una colisión es una
interacción entre objetos en la que se produce transferencia de cantidad
de movimiento, en ausencia de fuerzas externas. La cantidad de movi-
miento del sistema conformado por los objetos que interactúan antes de
la colisión es igual a la cantidad de movimiento después de la colisión.
Para la cantidad de movimiento total de un sistema en una colisión se
cumple que:
p 5 p
antes después
Cuando se produce una colisión entre dos objetos que se encuentran
sobre una superficie es posible que la fuerza de rozamiento actúe sobre
ellas, la cual es una fuerza externa. Sin embargo, la presencia de esta
fuerza no le resta precisión a los cálculos que hacemos a partir de la con-
servación de la cantidad de movimiento, ya que la fuerza de rozamiento
es muy pequeña comparada con la fuerza que se ejercen los objetos entre
sí.
Puesto que la cantidad de movimiento es un vector, cuando considera-
mos colisiones que ocurren en el plano, como es el caso de dos objetos
que colisionan pero no frontalmente, representamos la situación en el
plano cartesiano y por ende, debemos tener en cuenta las componentes
de la cantidad de movimiento tanto en el eje x como en el eje y.

EJEMPLOS

1. Dos bolas de pool A y B de masa m se dirigen una hacia la otra, chocando frontalmente. La bola A se
mueve con velocidad de 2 m/s y la bola B con velocidad de 1 m/s.
a. Determinar la velocidad de la bola A, si después del choque la bola B se mueve con velocidad de 0,6 m/s
en dirección contraria a la inicial.
b. Construir un diagrama de vectores que ilustre el movimiento de las bolas antes y después de la colisión.
Solución:
Determinamos la cantidad de movimiento de las bolas antes y después de la colisión. A la velocidad de la esfera
B antes de la colisión le asignamos signo menos puesto que se mueve en dirección contraria a la esfera A.
p 5 p 1 p 5 m ? v 1 m ? v 5 m ? (2 m/s 2 1 m/s)
antes A antes B antes A antes B antes
p 5 p 1 p 5 m ? v 1 m ? v 5 m ? (v 1 0,6 m/s)
A
después
después B después A después B después A después
Como,
p antes 5 p después
m ? (2 m/s 2 1 m/s) 5 m (v 1 0,6 m/s)
A después
De donde:
2 m/s 2 1 m/s 5 v A después 1 0,6 m/s
v 5 0,4 m/s
A
después
La velocidad de la esfera A después de la colisión es 0,4 m/s.
La esfera A disminuyó su rapidez pero no cambió de dirección.

122 © Santillana

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