Dinámica de los Sistemas de Partículas

a) Demostrar que la expresión de la Energía cinética de un sistema de partículas tiene dos términos. Explicar el significado físico de los mismos. b) En el caso de dos partículas que colisionen frontalmente, escriba la expresión de los impulsos que aparecen durante el impacto y su relación con el momento lineal. c) Escriba la expresión del coeficiente de restitución y sus valores para un choque horizontal elástico o inelástico. Discutir si se conserva el momento lineal y la energía en cada caso.

Cuestion de Dinámica de los Sistemas de Partículas.

Dos partículas de masas m₁=2 kg y m₂=5 kg pueden moverse libremente y sin fricción sobre un alambre guía horizontal. Si la partícula m₁ se mueve con una velocidad v₁=17 m/s y alcanza a la m₂, que tiene un resorte ideal sin masa de constante k=4480 N/m sujeto por el lado por el que se aproxima m₁, que se mueve en el mismo sentido con una velocidad v₂=3 m/s (ver figura), determinar: a) la máxima compresión del resorte cuando colisionan las dos partículas; b) las velocidades finales de las mismas.

Problema de Dinámica de los Sistemas de Partículas.

Entre dos láminas A y B fluye una capa continua de agua con velocidad v. La corriente se divide en dos partes por medio de una placa lisa horizontal C. Llamando Q al caudal total, hallar el caudal en cada una de las corrientes resultantes. La placa C sólo puede ejercer una fuerza vertical sobre el agua.

Problema de Dinámica de los Sistemas de Partículas.

Dos prismas triangulares de masas M y m, y anchuras a y b, están en reposo, tal como se indica en la figura, sobre un tablero horizontal sin rozamiento. Las superficies de contacto entre los dos prismas son también perfectamente lisas. Determinar el retroceso del prisma inferior hasta el instante en que la cara vertical del prisma superior alcanza el tablero horizontal. Aplicación numérica: M=10 kg; m=2 kg; a=40 cm: b=10 cm.

Cuestion de Dinámica de los Sistemas de Partículas.

En los dos sistemas representados en la figura calcúlense las aceleraciones que adquieren cada uno de los cuerpos que intervienen y las tensiones de las cuerdas. En ambos casos supóngase que las superficies son lisas (sin rozamiento), que las cuerdas son flexibles, inextensibles y de masa despreciable, y que las poleas tienen un peso despreciable y fricción nula. En los dos casos, resolver primero el problema algebraicamente y luego obtener la solución numérica para m₁=5 kg, m₂=3 kg y F=40 N.

Cuestion de Dinámica de los Sistemas de Partículas.

Dos deslizadores se ponen en movimiento sobre un carril de aire como indica la figura. El primer deslizador, de masa m₁, tiene una velocidad v₁; el segundo, de masa m₂, tiene unido en un extremo un resorte elástico de masa despreciable y constante k y se mueve en el mismo sentido con velocidad v₂, siendo v₂ < v₁. Cuando m₁ choca con el resorte unido a m₂ y lo comprime hasta su máxima compresión Δx: a) ¿cuál será la velocidad de los móviles? b) ¿A quién será igual la máxima compresión del resorte? c) Determinar las velocidades de los móviles después de que el primero haya perdido contacto con el resorte.

Problema de Dinámica de los Sistemas de Partículas.

Una cadena de masa por unidad de longitud m y longitud total l reposa apilada sobre el suelo. En el instante t=0 se aplica una fuerza P y se levanta la cadena a velocidad constante v. Expresar el módulo de la fuerza P necesaria en función del tiempo.

Problema de Dinámica de los Sistemas de Partículas.

En una colisión perfectamente inelástica entre dos objetos ¿bajo qué condiciones se pierde toda la energía cinética del sistema?

Cuestion de Dinámica de los Sistemas de Partículas.

¿Qué fuerza horizontal debe aplicarse constantemente al sistema representado en la figura de modo que los cuerpos de masas m₁ y m₂ no se muevan con respecto al M. No existe rozamiento en ninguna de las superficies.

Cuestion de Dinámica de los Sistemas de Partículas.

Un parachoques se diseña para proteger un automóvil de 1600 kg de daños cuando golpea una pared rígida a una velocidad de 12 km/h. Suponiendo que el choque es perfectamente plástico calcular: a) la energía absorbida por el parachoques durante el impacto; b) la velocidad a la cual el automóvil puede golpear a otro de iguales características que está en reposo sin dañarse.

Problema de Dinámica de los Sistemas de Partículas.