Una pregunta sobre colisiones.

Consideremos un sistema de 2 cuerpos esféricos idénticos conectados por una cuerda tensa sin masa. Si un cuerpo se coloca en el origen, el otro se coloca en alguna coordenada ( X , y ) . La cuerda que conecta estos cuerpos forma un ángulo. Z con el X eje. Ahora considere otra esfera idéntica que se mueve con cierta velocidad V Paralelo a X eje tal que eventualmente chocará con el cuerpo colocado en ( X , y ) . El choque es elástico.

Claramente en este caso la cuerda ejerce algún impulso que tiene una componente horizontal. Mis preguntas son las siguientes:

  1. ¿El impulso actúa sobre ambos cuerpos conectados por la cuerda? ¿Es la misma cantidad?
  2. ¿La cantidad de movimiento no se puede conservar para las dos esferas que chocan ya que hay un impulso horizontal?
  3. ¿Cuál es el objetivo del impulso? (como la fricción se opone al movimiento del cuerpo en contacto siempre, ¿qué hace este impulso?)

Respuestas (1)

Si la cuerda no tiene masa y está tensa, entonces la velocidad de la onda es infinita, es decir, una componente de la fuerza en una masa se sentirá inmediatamente en la otra masa. Pero para responder a su primera pregunta, no toda la fuerza del impacto se transmitirá a lo largo de la cuerda, como lo aclara este diagrama:

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En cuanto a su segunda pregunta: el momento del sistema siempre se conserva. En este caso, debe observar los componentes horizontales del impulso (compartido entre las dos masas) y el componente vertical (uno comenzará a moverse hacia arriba, el otro comenzará a moverse hacia abajo).

En cuanto a la tercera pregunta, después de esta colisión, el sistema de dos masas se estará moviendo hacia la derecha (el centro de masa toma un impulso neto hacia la derecha) y estará girando en el sentido de las agujas del reloj (debido a la acción de la tensión que resulta en la bola que fue golpeada experimentó un componente de fuerza hacia abajo y la otra bola experimentó una fuerza hacia arriba).

la cantidad de impulso impartido por la cuerda: ¿es igual a la cantidad necesaria para que el impulso del bloque superior a lo largo de la cuerda hacia afuera se vuelva cero o depende también del bloque inferior? (Me refiero al sistema de bloques conectados por la cuerda, la esfera superior sufre colisión)
Creo que podría reemplazar la cuerda más la segunda masa por la misma masa que toca el otro lado de la primera masa; entonces verá que cuando las dos masas son iguales , la que está siendo golpeada comienza moviéndose en ángulo recto para la cuerda, con el resto del impulso impartido a la otra masa.
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