Exercicis resolts de física: energia, xocs i dinàmica

Des de dalt d'una torre deixem caure tres cossos

• A) L'energia cinètica amb què arriben a la base és: La mateixa per a tots tres cossos.
• B) L'energia cinètica amb què arriben a la base de la torre és: b) Més gran que la de l'inici, pel treball fet per la força pes.
• C) Només un cos no arriba justament al peu de la torre, quan toca a terra. Quin? a) El que llancem horitzontalment.
• D) El mòdul de la velocitat en tocar a terra és: c) El mateix en tots tres cossos.

Augment de temperatura dels frens

Per què augmenten de temperatura els frens d'un automòbil després d'aturar-lo? Part de l'energia mecànica que porta el cotxe es va transmetent al terra i als frens en forma de calor, i això és la causa que el cotxe disminueixi la seva velocitat.

Dos blocs de massa diferent

• A) Es conservarà l'energia mecànica del sistema? a) Sí.
• B) Es conservarà l'energia mecànica de cada bloc? b) No, perquè hi ha forces internes.
• C) La variació de l'energia cinètica del sistema: a) És igual al treball fet per totes les forces sobre el sistema.

Xoc elàstic unidimensional

• A) Si un d'ells està en repòs, després del xoc: b) El que estava en repòs adquireix la velocitat de l'altre, mentre que el que es movia abans del xoc queda en repòs.
• B) Si es mouen a una certa velocitat en sentits contraris, després del xoc: b) Cadascun canvia el sentit del seu moviment i s'intercanvien els valors del mòdul de les velocitats d'abans del xoc.

Calor específica i objectes

• A) Imagineu-vos que escalfem masses iguals de ferro, plom i mercuri... Resposta: El plom, perquè la calor específica és menor i necessitarà menys calor per augmentar la seva temperatura.
• B) Tenim dos objectes aparentment iguals a la mateixa temperatura: d) Poden ser totes les altres respostes, però necessitem dades per comprovar-ho.

Explosió d'un cos en repòs

Un cos en repòs esclata i es divideix en dos fragments. Justifiqueu que les velocitats dels dos fragments han de tenir la mateixa direcció... Resposta: Les quantitats de moviment dels dos fragments han de ser iguals en mòdul però de sentit contrari.

Conservació de la quantitat de moviment

És possible que en un cert procés es conservi la quantitat de moviment d'un sistema de partícules però que no se'n conservi l'energia cinètica? Resposta: Sí que és possible. Un exemple és un xoc inelàstic en què es conserva la quantitat de moviment i no es conserva l'energia cinètica.

Explosió en un sistema aïllat

Es produeix una explosió en un sistema aïllat:

• a) FALSA
• b) FALSA
• c) FALSA
• d) No varia la seva quantitat de moviment, però sí la seva energia cinètica. VERDADERA