Me pregunto si la forma en que enfoco y resuelvo esta pregunta es correcta o no.
Como se ilustra, una pista de masa se fija sobre una mesa horizontal. es horizontal mientras es vertical Una bola de masa situado en el punto A se le da una velocidad inicial en la dirección . Luego, la pelota sube por la pendiente y pasa a través de CD, alcanzando una altura de sobre la superficie horizontal de la pista. (Suponga que no hay fuerza de fricción entre la pista y la pelota).
Esta vez, la misma pista no está fijada a la mesa. Como en el caso 1, a la misma pelota se le da una velocidad inicial en la dirección AB. La pelota sale de la pista y alcanza una altura de sobre la superficie horizontal de la pista. (Suponga que no hay fuerza de fricción entre la pista y la mesa, y tampoco entre la pelota y la pista).
Encuentre una expresión para .
Cuando la pista está fija, por Conservación de Energía, Energía Cinética de la Pelota = Energía Potencial de la Pelota
Cuando la pista no está fija, la bola y la pista se moverán como un solo cuerpo con velocidad, A la derecha. Por Conservación del Momento Lineal
Por Conservación de Energía, Energía Cinética de la Pelota = Energía Cinética de la Pelota y la Pista + Energía Potencial de la Pelota
Entonces,
No. Es seguro asumir que la "colisión" es elástica , es decir, que se conserva la energía mecánica. (Creo que esto es probablemente lo que pretendías, pero cometiste un error tipográfico). A diferencia de la cuestión de la velocidad de un objeto después de salir de una rampa , aquí la fuerza que actúa sobre la pelota siempre es normal a la superficie de la pista, que es continua, y perpendicular a la velocidad de la pelota. La bola y la pista comienzan en contacto y permanecen en contacto, por lo que realmente no hay "impacto" entre ellos que pueda disipar la energía cinética.
Pedantemente: Sí, pero esta es una pregunta demasiado amplia. Puede, por ejemplo, analizar las fuerzas entre la bola y la pista, pero esto sería innecesariamente complicado. ¿Quizás te estás preguntando si existen métodos más simples o igualmente simples? No, no lo creo.
Siempre que la pista sea suave y la bola no se salga de la pista en ningún punto, la forma de la pista no afectará el resultado. Si hay una discontinuidad en la trayectoria o en la pendiente, esto dará como resultado una colisión inelástica y una pérdida de algo de KE. Ver #1.
kyle kanos