Estoy atascado en una pregunta donde la conservación de la energía está fallando y la conservación del impulso es correcta. Creo que tal vez estoy haciendo algo mal , por eso hago esta pregunta.
El problema es el siguiente:
Una bala de masa se dispara horizontalmente en un péndulo balístico de masa y se incrusta en él. Si el centro del péndulo sube una distancia de , encuentre la velocidad de la bala.
(HC Verma, Centro de Masa, Q47)
Sea la masa de la bala
.
Sea la masa del péndulo
.
Sea la altura del pico
.
Sean las velocidades inicial y final
y
respectivamente.
Dado que ambas masas se mueven juntas después de la colisión, y debido a que la velocidad en el punto más alto es nula, entonces:
Para resumir, tengo curiosidad sobre lo siguiente: ¿
Por qué difieren los resultados? ¿No debería conservarse la energía al igual que la cantidad de movimiento? Dado que debería ser así, ¿cuál es la falla en mis cálculos?
¿No debería conservarse la energía al igual que la cantidad de movimiento?
Pero esta es una colisión perfectamente inelástica, es decir, la energía cinética no se conserva (de hecho, no se conserva al máximo).
Del artículo de Wikipedia Colisión inelástica :
Una colisión inelástica, a diferencia de una colisión elástica, es una colisión en la que la energía cinética no se conserva debido a la acción de la fricción interna.
...
Una colisión perfectamente inelástica ocurre cuando se pierde la cantidad máxima de energía cinética de un sistema. En una colisión perfectamente inelástica, es decir, un coeficiente de restitución cero, las partículas que chocan se mantienen juntas.
Puede usar la conservación de energía, pero debe tener en cuenta el calor producido por la fricción cuando la bala ingresó al bloque, la energía de rotación impartida a la masa en caso de que la bala la golpee fuera del centro, sin mencionar la energía utilizada para deforma tanto la bala como la masa (¿eso se transfiere automáticamente al calor?) Estoy seguro de que también me he perdido algunos.
Es teóricamente posible, pero no recomendado.
Como en otra respuesta, es solo que parte de la energía cinética se gasta en calentar la lenteja del péndulo.
La conservación de la energía figura en los cálculos cuando efectivamente hay cero energía convertida en calor, como en, digamos, la interacción gravitatoria de los cuerpos celestes; o el calor figura en la dinámica, como en la propagación de un choque, o el flujo de gas a lo largo de un conducto.
La energía se conserva solo en colisiones elásticas, que no es este caso. Puedes pensar que la energía se disipa en forma de calor cuando la bala golpea el péndulo, por lo que también se conserva, aunque eso no parece tan claro.
El punto de usar el impulso es precisamente que no necesitamos preocuparnos por la transferencia de calor del sistema y nos las arreglamos usando solo los datos dados. Además, el momento nos da información muy útil sobre la dirección de la velocidad resultante, que no está presente en los cálculos de energía.
Tenga en cuenta que algunos problemas deben resolverse utilizando tanto la cantidad de movimiento como la conservación de la energía.
La energía SE conserva... Y le insto a que ignore cualquier respuesta que diga que no, ya que puede generar confusión.
Sucede que está en calor/sonido en lugar de cinético; y dado que estos generalmente no se miden ni se incluyen en los detalles de la pregunta, no hay suficiente información para calcular usando la conservación de la energía.
¿Le dijeron en la pregunta que se hizo una onda de sonido de (digamos) 30J y un calentamiento de 50J al sistema? entonces podrías restar esos 80J de la energía de tu bala y obtener la misma respuesta.
usuario4552