Head-On and Stuck — Choosing the Positive Direction

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Head-On and Stuck — Choosing the Positive Direction – Mecánica
Head-On and Stuck — Choosing the Positive Direction – Mecánica

Dos carros recorren un carril de aire sobre una mesa de laboratorio, con un gran + → pintado en el carril: la derecha es positiva. El carro A llega por la izquierda y el carro B por la derecha; unas almohadillas de velcro en las caras enfrentadas hacen que queden pegados al encontrarse. Cuatro deslizadores fijan las dos masas y las dos velocidades, y una velocidad negativa significa moverse hacia la izquierda. Pulse ▶ para ver el acercamiento, el breve aplastamiento de las almohadillas y la pareja unida alejándose, cuatro veces más despacio que en la realidad: la pasada se reproduce una vez y se detiene, y el signo de su velocidad indica hacia dónde va.

Cómo usar esta simulación

Qué observar

La física detrás

Elija primero el sentido positivo —aquí, hacia la derecha— y escriba el balance de cantidad de movimiento en una sola línea: mA·vA + mB·vB = (mA + mB)·v′. Con los valores iniciales, 1,2 × 3,0 + 2,8 × (−2,0) = 4,0 v′, es decir, 3,6 − 5,6 = 4,0 v′ y v′ = −0,50 m/s. El resultado es negativo, así que la pareja se mueve hacia la izquierda: B aportaba la mayor cantidad de movimiento. El contacto se modela como dos almohadillas que se comprimen y se agarran; cada empuje sobre A va acompañado de un empuje igual y opuesto sobre B, de modo que la cantidad de movimiento total, medida a partir de las posiciones de los carros, es −2,0 kg·m/s antes y después. La pareja se detiene en seco cuando las dos cantidades de movimiento se anulan, por ejemplo 1,4 kg a +2,0 m/s contra 2,8 kg a −1,0 m/s. Si A no es más rápido que B (vA ≤ vB), la distancia nunca se cierra y no hay choque. La misma línea sirve para cualquier choque en que los cuerpos quedan unidos: 2,0 kg a 3,0 m/s que se unen a 1,0 kg en reposo salen a 6,0/3,0 = 2,0 m/s.

conservation of momentumperfectly inelastic collisionsign conventionm₁v₁ + m₂v₂ = (m₁ + m₂)v′air track3D