Existe un tipo de colisión que está asociada al denominado «péndulo balístico», el cuál consiste en colgar un bloque de madera con una cuerda para obtener información de la colisión (la velocidad de la bala) al estudiar la altura máxima a la que llega el péndulo luego de ser impactado. Este tipo de colisión está muy presente en el imaginario colectivo de quienes alguna vez vieron o estudiaron algo de balística. Por ello, pretendemos comparar los resultados obtenidos para este tipo de colisión, con la colisión bala-melón.
1er Problema (Péndulo balístico)
Una bala de masa $m$ viaja a la velocidad $v_b$ e impacta en un bloque de madera de masa $M$ adhiriéndose a él.
a) ¿cuál es la velocidad que adquieren luego del impacto si $m \ll M$?; b) ¿qué porción $\eta$ de la energía cinética de la bala adquiere el bloque de madera?; c) ¿qué paso con la porción restante de energía $(1-\eta)$?; d) si $m=10 ~ g$ y $M=10 ~ kg$, ¿cómo es la velocidad final respecto de la velocidad de la bala? ¿a qué porcentaje corresponde el valor obtenido en el inciso b)?.
2do Problema (Melón)
Una bala impacta a la velocidad $v_b$ con un melón de masa $M$ que se encuentra en reposo, produciendo un desprendimiento de parte de su pulpa en una dirección definida. Supongamos que la cantidad de pulpa dispersada es un 10% de la masa del melón y la bala tiene una masa que es el 0.1% del mismo. Si la pulpa se lleva un 10% de la energía cinética de la bala:
a) ¿qué velocidad adquiere el melón respecto de la velocidad de la bala?; b) ¿qué porcentaje de energía cinética de la bala se llevan el melón?; c) Si la velocidad a la que impacta la bala es la misma que la del problema anterior ¿Cuál es la relación entre la velocidad final del melón y la velocidad final del bloque de madera obtenida en el último inciso del problema anterior? ¿Por qué podemos hacer esta comparación?
Escribí los fundamentos de tu respuesta y envialos a mx.baldiviezo@gmail.com con «Reverso del sobre» como asunto. Si me enviás lo que lograste hacer, sin importar hasta donde llegaste, podré saber qué necesitas para mejorar en este tema y sumando todas las respuestas enviadas, intentaré escribir una resolución que les permita aprender lo que les falte.
