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Responda las preguntas 4 a 6 a partir de la sigulente información oque de madera de masa \( M \) se encuentra en reposo sobro una superficie sin rozamienta. Bi una bal asa \( m \) se incrusta en ella y el bloque después del choque tiene una velocidad \( \mathbf{v} \), I velocidad de la bala al incrustarse al bloque \( \varphi \) \[ \begin{array}{l} (1-M / m) v \\ (1-m / M) v \\ (1+M / m) v \\ (1+m / M) v \end{array} \] \( \mathrm{M}=10 \mathrm{~kg}, \mathrm{~m}=1 / 2 \mathrm{~kg} \) y \( \mathrm{v}=15 \mathrm{~m} / \mathrm{s} \) ia velocidad cial de la bala era de: \( 300 \mathrm{~m} / \mathrm{s} \) \( 311 \mathrm{~m} / \mathrm{s} \) \( 315 \mathrm{~m} / \mathrm{s} \) \( 321 \mathrm{~m} / \mathrm{s} \) cambia el bloque de masa \( M \) por un bloque es ei triple de \( \mathbf{m} \), se vuelve a disparar ia na baia de tal manera que vuelva a quedar ustada en el nuevo bloque. la velocidad final onjunto será n cuarto de la velocidad inicial a tercio de ta velocidad inicial. ratro veces de la velocidad inicial is veces de la velocidad inicial 7 Un patinador se lanza desde una rampa de nits ra hbajando por ella con volocidnd ratisbla A analizar la calda del patinador se pude co cluir que hay A. encrgfa mocanica y energla etastica B. energla potencial gravitatoria y energla potencial elastica. C enorgla potencial gravitatoria y energla cinetica. D energla potencial elastica y energia cind ca. 8. Un motociclista tiene una velocidad de 72 kr y tiene una masa de 90 kg . su energla cinet es A 1800 J B. 6480 J . C 18000 J D. 36000 J

Ask by Reyes May. in Colombia
Feb 03,2025

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**Pregunta 4:** La bala tenía una velocidad inicial de \( 315 \, \text{m/s} \). **Pregunta 5:** La velocidad final conjunta es aproximadamente \( 78.75 \, \text{m/s} \), lo que es más de la mitad de la velocidad inicial. **Pregunta 7:** El patinador tiene energía potencial gravitatoria y energía cinética. **Pregunta 8:** La energía cinética del motociclista es \( 18000 \, \text{J} \).

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Claro, a continuación se responden las preguntas 4 a 8 basadas en la información proporcionada: --- **Pregunta 4:** Un bloque de madera de masa \( M = 10 \, \text{kg} \) está en reposo sobre una superficie sin fricción. Una bala de masa \( m = 0.5 \, \text{kg} \) se incrusta en el bloque y, después del choque, el bloque y la bala tienen una velocidad conjunta \( v = 15 \, \text{m/s} \). **¿Cuál era la velocidad inicial de la bala (\( v_{\text{bala}} \))?** **Respuesta:** La conservación del momento lineal se aplica: \[ m \cdot v_{\text{bala}} = (M + m) \cdot v \] Despejando \( v_{\text{bala}} \): \[ v_{\text{bala}} = \frac{M + m}{m} \cdot v = \frac{10 + 0.5}{0.5} \cdot 15 = 21 \cdot 15 = 315 \, \text{m/s} \] **Opción correcta:** - \( 315 \, \text{m/s} \) --- **Pregunta 5:** Se reemplaza el bloque de masa \( M = 10 \, \text{kg} \) por uno que es el triple de la masa de la bala, es decir, \( M' = 3m = 1.5 \, \text{kg} \). Se dispara nuevamente la bala de manera que se incruste en el nuevo bloque. **¿Cuál será la velocidad final conjunta (\( v' \))?** **Respuesta:** Aplicando la conservación del momento lineal: \[ m \cdot v_{\text{bala}} = (M' + m) \cdot v' \] Despejando \( v' \): \[ v' = \frac{m \cdot v_{\text{bala}}}{M' + m} = \frac{0.5 \cdot 315}{1.5 + 0.5} = \frac{157.5}{2} = 78.75 \, \text{m/s} \] Comparando con la velocidad inicial \( v = 15 \, \text{m/s} \): \[ \frac{v'}{v} = \frac{78.75}{15} \approx 5.25 \] Sin embargo, según las opciones proporcionadas, la velocidad final es: **Opción correcta:** - **A tercio de la velocidad inicial** (aunque el cálculo da aproximadamente 5.25 veces, parece haber una interpretación o error en las opciones proporcionadas). --- **Pregunta 7:** Un patinador se lanza desde una rampa y desciende por ella con una velocidad instantánea. **Al analizar el movimiento del patinador, se puede concluir que hay:** **Opciones:** A. Energía mecánica y energía elástica B. Energía potencial gravitatoria y energía potencial elástica C. Energía potencial gravitatoria y energía cinética D. Energía potencial elástica y energía cinética **Respuesta Correcta:** - **C. Energía potencial gravitatoria y energía cinética.** **Explicación:** Al descender por la rampa, la energía potencial gravitatoria se convierte en energía cinética. --- **Pregunta 8:** Un motociclista tiene una velocidad de \( 72 \, \text{km/h} \) y una masa de \( 90 \, \text{kg} \). **¿Cuál es su energía cinética?** **Opciones:** A. 1800 J B. 6480 J C. 18000 J D. 36000 J **Respuesta:** Primero, convertir la velocidad a \( \text{m/s} \): \[ 72 \, \text{km/h} = \frac{72}{3.6} = 20 \, \text{m/s} \] Calculando la energía cinética (\( E_k \)): \[ E_k = \frac{1}{2} m v^2 = \frac{1}{2} \cdot 90 \cdot 20^2 = 0.5 \cdot 90 \cdot 400 = 18000 \, \text{J} \] **Opción correcta:** - **C. 18000 J** --- Espero que estas respuestas sean de ayuda. Si tienes alguna otra pregunta o necesitas más aclaraciones, no dudes en decírmelo.

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The Deep Dive

La velocidad de la bala al incrustarse en el bloque se puede calcular usando la conservación de la cantidad de movimiento. Antes de que la bala se incruste en el bloque, la cantidad de movimiento es \(m \cdot \varphi\) y después es \((M + m) \cdot v\). Al igualar ambas expresiones, se obtiene que \(\varphi = \frac{(M+m)v}{m}\). Reemplazando \(M = 10 \, \text{kg}\), \(m = 0.5 \, \text{kg}\), y \(v = 15 \, \text{m/s}\), encontramos que la velocidad inicial de la bala es \(321 \, \text{m/s}\). Si cambiamos el bloque de masa \(M\) por uno que es el triple de \(m\) (es decir, \(M' = 1.5 \, \text{kg}\)), repetimos el proceso. La nueva masa combinada será \(2.0 \, \text{kg}\). Utilizando la conservación de la cantidad de movimiento nuevamente, la velocidad final del sistema después del choque será \(a \frac{1}{3}\) la velocidad inicial, que se calcula usando el mismo método.

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