Una pregunta integral de física y mecánica de la escuela secundaria

Este problema requiere la conservación del momento y la energía cinética.

Considere este problema en dos pasos:

1. La pelota se balancea desde la posición que se muestra en el diagrama hasta su extremo más bajo.

En este momento, según la conservación del impulso, el auto debería moverse hacia la izquierda, pero hay una pared a la izquierda, lo que significa que el sistema compuesto por la bola y el auto está sujeto a fuerzas externas y no puede utilizar la conservación del impulso. Pero la energía de la pelota se conserva (ninguna fuerza excepto la gravedad actúa sobre ella), y la energía potencial reducida es igual al aumento de la energía cinética: mgl = mv 2/2, lo que da v=√(2gl). En este momento, se puede obtener la velocidad máxima v=4m/s.

2. De la pelota al extremo más bajo y luego al extremo más alto.

El momento y la energía cinética de todo el sistema (bola y coche) se conservan. Cuando la pelota se coloca en el extremo más alto, la velocidad de la pelota y la del auto deben ser iguales (si la velocidad no es igual, la altura de la pelota cambiará). Según la ley de conservación del impulso, se puede enumerar de la siguiente manera: mv = (m m)v (Fácil de obtener: V=1,6m/s). Entonces se conserva la energía de todo el sistema: mv 2/2 = (m m) v 2/2 mgl. (Fácil de conseguir: L = 0,48 m)

Cuando vuelve a oscilar hasta el punto más alto, está a 0,48 metros del punto más bajo.

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