a) v=5.2 km/h
b) v=3.9 km/h

Vamos a considerar por un lado la carga aislada de masa m_c y por otro el sistema formado por la locomotora de masa m_Ly el vagón de masa m_v.

Sobre la carga actúan las fuerzas externas representadas en el diagrama

N-m_cg=0 ⇒ N=m_cg

F_r=f N =f m_cg (ya que hay deslizamiento)

Para el sistema locomotora vagón aislado el diagrama es:

Y respecto a las fuerzas tenemos:

N´-(m_L+m_v+m_c)g=0 ⇒ N=(m_L+m_v+m_c)g

F_r=f m_cg

Como el choque sucede instantáneamente el impulso de las fuerzas externas: Frdt podemos considerarlo despreciable ya que el tiempo es infinitamente pequeño y F_r,=fm_cg una cantidad finita. Entonces inmediatamente después del choque, la cantidad de movimiento o momento lineal de la carga debe conservarse al igual que debe conservarse la del otro sistema aislado, formado por la locomotora y el vagón.

Para la carga, como inicialmente estaba en reposo inmediatamente después del choque seguirá en reposo, su velocidad es nula

En cuanto al sistema locomotora vagón:

v=5.2 km/h

Siendo de 5.2 km/h la velocidad que tienen la locomotora y el vagón unidos inmediatamente después del choque.

¿Que ha sucedido con la carga que estaba sobre el vagón? Si tenemos:v_c=0=v_v+v_c/v ⇒

v_c/v=-v_v ⇒ que la carga ha deslizado sobre el vagón con una velocidad igual y de sentido contrario a la del mismo.

b)Después de un cierto tiempo ya no puede despreciarse el valor del impulso, este hace que disminuya la cantidad de movimiento del sistema locomotora vagón y aumente la de la carga hasta que las velocidades de ambos sistemas se igualan y el rozamiento desaparece, a partir de ahí puesto que ya no actúa ninguna fuerza externa la velocidad permanecerá constante. Tenemos:

F_rt=m_cv-0

-F_rt=(m_L+m_V)v-(m_L+m_V)5.2

Resolviendo el sistema de ecuaciones:

-m_cv =(m_L+m_V)v-(m_L+m_V)5.2 ⇒