Establece un sistema de referencia con eje OX sobre la vía, con sentido positivo acorde al desplazamiento de la bala inmediatamente después del disparo, con origen de coordenadas en el punto donde se encontraba el cañón antes del disparo.
a)
Observa que la cantidad de movimiento del sistema es nula antes del disparo, por lo que puedes plantear:
pa = 0.
Planteas la expresión de la cantidad de movimiento del sistema inmediatamente después del disparo, y queda:
pd = Mb*vb1 + Mcv*vcv1.
Luego, planteas conservación de la cantidad de movimiento durante el disparo, y queda:
pd = pa, sustituyes expresiones, y queda:
Mb*vb1 + Mcv*vcv1 = 0, y de aquí despejas:
vcv1 = -Mb*vb1/Mcv, reemplazas valores, y queda:
vcv1 = -1,2*115/1200, resuelves, y queda:
vcv1 = -0,115 m/s.
b)
Planteas la expresión de la cantidad de movimiento del sistema antes del choque, y queda:
pA = Mb*vb1 + Mcv*vcv1, reemplazas valores, y queda:
pA = 1,2*115 + 1200*(-0,115), resuelves, y queda:
pA = 0.
Planteas la expresión de la cantidad de movimiento del sistema después del choque (observa que el choque es completamente inelástico), y queda:
PD = (Mb + Mcv)*vf, reemplazas valores, y queda:
PD = (1,2 + 1200)*vf, resuelves el coeficiente, y queda:
vf = 1201,2*vf.
Luego, planteas conservación de la cantidad de movimiento durante el choque, y queda:
pD = pA, sustituyes expresiones, y queda:
1201,2*vf = 0, y de aquí despejas:
vf = 0.
c)
Planteas la expresión de la velocidad relativa de la bala con respecto al vagón después del disparo y antes del choque, y queda:
vrb = vb1 - vcv1 reemplazas valores, y queda:
vrb = 115 - (-0,115), resuelves, y queda:
vrb = 115,115 m/s.
Luego, planteas la expresión de la distancia recorrida por la bala sobre el vagón en función del tiempo, y queda:
dv = vrb*Δt, y de aquí despejas:
Δt = dv/vrb, reemplazas valores, y queda:
Δt = 85/115,115, resuelves, y queda:
Δt = 0,738 s.
Luego, planteas la expresión de la distancia neta recorrida por la bala con respecto al suelo en función del tiempo, y queda:
dN = v1b*Δt, reemplazas valores, y queda:
dN ≅ 115*0,738, resuelves, y queda:
dN ≅ 84,915 m.
Espero haberte ayudado.