Problema de colisión y energía

[Physicshaolin]

En el impacto frontal, la parte delantera del vehículo impacta frontalmente contra una barrera inmóvil y deformable que simula esta naturaleza deformable de los automóviles. Este impacto pretende simular el tipo más frecuente de colisiones en carreteras que terminan en lesiones graves o fatales y parece colisionar entre dos automóviles de masa similar. Las lecturas obtenidas de los maniquíes (muñecas utilizadas en pruebas de choque) que representan a dos hombres y dos niños se utilizan para evaluar la protección proporcionada a los pasajeros adultos que viajan en la parte delantera del vehículo. La velocidad de prueba representa una colisión entre vehículos en los que cada uno viaja a aproximadamente 55 km / h, siendo parte de la energía absorbida por el frente deformable del automóvil.

Preguntas

a) Considerando que el sistema consiste en el automóvil, la barrera inmóvil, el asfalto y el aire alrededor del vehículo y el mamparo, en una colisión entre los dos objetos a la velocidad anterior, ¿hay conservación de energía?

B) En el ejemplo resaltado en el ítem anterior, ¿las fuerzas que actúan en el sistema se clasifican como conservadoras o no conservativas?

c) Tenga en cuenta que después de la colisión del vehículo que pesaba 1522 kg con la barrera, el vehículo se alejó con cierta velocidad. ¿Cuál es la velocidad de retroceso de este automóvil considerando que la energía disipada en la colisión fue del 90% de su energía potencial inicial?

d) Considerando la situación descrita en la letra c), calcule el trabajo resultante de la colisión experimentada.

[JCB]

Hola a tod@s.

Antes del choque, el vehículo tiene una energía cinética $Ec_i=\dfrac{1}{2}mv_0^2$. Una vez ocurrido el choque, el vehículo tiene una energía cinética $Ec_f=\dfrac{1}{2}mv_f^2$. El enunciado indica que el $90\ \%$ de la energía cinética inicial (aunque menciona “energía potencial inicial”), se disipa en la colisión, es decir se transforma en energía de deformación (tanto de la barrera deformable, como del vehículo).

Luego, la energía cinética no se conserva, pues una gran parte de ella, se emplea en la deformación.

$Ec_i=Ec_f+W$,

$Ec_i=Ec_f+0,9Ec_i$,

$Ec_f=0,1Ec_i$,

$\dfrac{1}{2}mv_f^2=0,1\dfrac{1}{2}mv_0^2$,

$v_f=\sqrt{0,1}v_0=17,39\ km/h$. Apartado c).

A partir de aquí,

a) Hay conservación de la energía, lo que no hay es conservación de la energía mecánica.

b) La fuerza que realiza el trabajo de deformación, no puede ser conservativa, pues modifica la energía mecánica del sistema.

d) $W=0,9Ec_i=159.862,85\ J$.

Physicshaolin, deberías leer estos enlaces:

https://forum.lawebdefisica.com/foru...de-f%C3%ADsica

https://forum.lawebdefisica.com/foru...forma-efectiva

https://forum.lawebdefisica.com/foru...n-los-mensajes

Saludos cordiales,
JCB.