¿Cómo encontrar la velocidad de un objeto antes de la colisión

En física, el principio de conservación del momento es muy útil cuando no se puede medir la velocidad con un simple cronómetro. Digamos, por ejemplo, que acepta un trabajo de consultoría de un fabricante de municiones que se quiere medir la velocidad de salida de sus nuevas balas. Ningún empleado ha sido capaz de medir la velocidad, sin embargo, debido a que no es lo suficientemente rápido cronómetro. ¿Qué haces? Usted decide a organizar la configuración que se muestra en la figura, en el que disparar una bala de masa metro₁ en un bloque de madera que cuelga de la masa metro₂.

Los directores de la compañía municiones están perplejos - cómo puede ayudar a su configuración? Cada vez que disparas una bala en un bloque de madera que cuelga, la bala manda el bloque en el aire. ¿Y qué? Usted decide que necesitan una lección en el principio de conservación del momento. El impulso original, se explica, es el impulso de la bala:

pag_yo = mv_yo

Video: Calcular Tiempo y Velocidad de una Pelota al impactar en el Suelo

Debido a que los palos de bala en el bloque de madera, el impulso final es el producto de la masa total, metro₁ + metro₂, y la velocidad final de la combinación de bloque de bala / madera:

pag_F = (metro₁ + metro₂)v_F

Debido al principio de conservación del momento, se puede decir que

pag_F = pag_yo

Por lo tanto, se puede conectar en las expresiones anteriores para el impulso final e inicial:

Los directores empiezan a sentirse mareado, por lo que explican cómo la energía cinética inicial del bloque después de la trayectoria (con la bala alojada en su interior) entra en su energía potencial final cuando se eleva a la altura marido. He aquí cómo se puede representar la energía cinética inicial del bloque de-más-bala y el cambio de la bala y el bloque en la energía potencial:

Puede conectar el valor de v_F, que le da

Con broche de oro, se explica que la solución de v_yo le da una velocidad inicial de la bala:

Esto debería simplificarse a:

Puedes medir que la bala tiene una masa de 50 gramos, que el bloque de madera tiene una masa de 10,0 kilogramos, y que en caso de choque, el bloque se eleva 50,0 centímetros en el aire. La conexión de estos valores le da su resultado:

La velocidad inicial es de 630 metros por segundo, que convierte a aproximadamente 2070 pies por segundo. “Brilliant!” Lloran los directores, ya que le entreguen un gran cheque.