Empleamos el Sistema Internacional de Unidades de Medida,
establecemos un sistema de referencia con eje OX con dirección y sentido acorde al movimiento.
Tienes los datos:
masa de la bala: m = 1 g = 10-3 Kg,
masa del bloque M = 19 g = 19*10-3 Kg,
coeficiente cinético de fricción: μ = 0,1,
desplazamiento del bloque con la bala incurstada: Δx = 12,5 m
velocidad inicial de la bala: v = a determinar,
velocidad inicial del cuerpo bloque-bala: V = a determinar.
Luego, tienes tres instantes a considerar:
1)
La bala está a punto de incrustarse en el bloque:
La cantidad de movimiento (impulso) inicial del sistema bala-bloque (observa que el bloque está en reposo) queda:
p1 = m*v + M*0 = m*v (1).
2)
La bala recién se ha incrustado en e bloque:
La cantidad de movimiento (impulso) inicial del cuerpo bloque-bala queda:
p2 = (M + m)*V (2a).
La energía cinética del cuerpo bloque-bala queda:
EC2 = (1/2)*(M + m)*V2 (2b).
3)
El cuerpo bloque-bala se ha detenido:
La energía cinética del cuerpo bloque-bala queda:
EC3 = 0 (3).
Observa que sobre el cuerto bloque-bala actúan dos fuerzas verticales:
su peso, con sentido hacia abajo, y la acción normal del suelo, con sentido hacia arriba,
y observa que se anulan, por lo que tienes para sus módulos
N = (M + m)*g,
y el trabajo de a fuerza de fricción queda:
Wfr = - μ*N*Δx = - μ*(M + m)*g*Δx (4).
Luego, plantea:
A)
Conservación de la cantidad de movimiento entre los instantes 1 y 2 (choque totalmente inelástico),
ya que no actúan fuerzas exteriores sobre el sistema bloque-bala en la dirección de movimiento:
p1 = p2, sustituyes las expresiones señaladas (1) (2a) y queda:
m*v = (M + m)*V
B)
Entre los instantes 2 y 3, la variación de energía cinética del cuerpo bala-bloque es igual al trabajo de la fuerza de fricción:
EC3 - EC2 = Wfr, sustituyes las expresiones señaladas (2b) (3) (4) y queda:
0 - (1/2)*(M + m)*V2 = - μ*(M + m)*g*Δx, cancelas el término nulo, haces pasajes de factores y divisores y queda:
V2 = 2*μ*g*Δx.
Luego, con las dos ecuaciones remarcadas tienes un sistema con dos incógnitas, que son la velocidad inicial de la bala (v) y la velocidad del cuerpo bloque-bala recién después de la incrustación de la bala en el bloque (V).
Solo queda que resuelvas el sistema de ecuaciones.
Espero haberte ayudado.