FISICA 1CAPÍTULO 7: MOMENTO LINEAL, IMPULSO Y CHOQUES 1. Una partícula de 3 kg tiene una velocidad inicial de (3i – 4j) m/s. a) Encuentre las componentes x y y de su momento lineal. b) Encuentre la magnitud y dirección de su momento lineal. 2. Dos bloques de masas M y 3M se colocan sobre una superficie horizontal sin fricción. Un resorte ligero se ensambla a uno de ellos, y los bloques se empujan juntos con el resorte entre ellos (ver figura). Una cuerda que inicialmente mantiene a los bloques juntos se quema; después de esto, el bloque de masa 3M se mueve hacia la derecha con una rapidez de 2 m/s. a) ¿Cuál es la velocidad del bloque de masa M? b) Encuentre la energía potencial elástica original del sistema, considerando M = 0.35 kg. 3. En la siguiente figura se muestra una curva fuerza-tiempo estimada para una pelota de beisbol golpeada por un bat. A partir de esta curva, determine a) el impulso entregado a la pelota, b) la fuerza promedio ejercida sobre la pelota y c) la fuerza máxima que se ejerce sobre la pelota. 4. Una bola de 0.150 kg de masa se deja caer desde el reposo a una altura de 1.25 m. Rebota en el suelo para alcanzar una altura de 0.96 m. ¿Qué impulso le da el piso a la bola? 5. Una bola de acero de 3 kg golpea una pared con una rapidez de 10 m/s en un ángulo de 60o con la superficie. Rebota con la misma rapidez y ángulo (ver figura). Si la bola está en contacto con la pared durante durante 0.2 s, ¿cuál es la fuerza promedio que la pared ejerce sobre la bola? Calcule altura máxima a la que se eleva m1 después de la colisión elástica. Una bala de 10 g se dispara en un bloque de madera fijo (m = 5 kg). Como se muestra en la siguiente figura. una bala de masa m y rapidez v atraviesa la esfera de un péndulo de masa M. Mientras está en contacto con la plataforma durante el intervalo del tiempo 0 < t < 0. Un jugador de tenis recibe un tiro con la bola (0. Los dos bloques nunca se tocan.60 m. El bloque de masa m1 = 5 kg se libera desde A. que repele el polo norte de un imán idéntico incrustado en el extremo posterior del bloque de masa m2 = 10 kg.6. a) ¿Cuál es el impulso que la raqueta de tenis entrega a la bola? b) ¿Qué trabajo realiza la raqueta sobre la bola?. Una plataforma de fuerza es una herramienta que se usa para analizar el rendimiento de los atletas al medir la fuerza vertical que el atleta ejerce sobre el suelo como función del tiempo.6 m/s. La bala sale con una rapidez de v/2. Dos bloques son libres de deslizarse a lo largo de la pista de madera sin fricción ABC. La rapidez de la combinación bala más madera inmediatamente después de la colisión es 0. 7. La esfera del péndulo está suspendida mediante una barra rígida de longitud l y masa despreciable. La bala se incrusta en el bloque. ¿Cuál es el valor mínimo de v tal que la esfera del péndulo apenas se balanceará para lograr un círculo vertical completo? 10.06 kg) que viaja horizontalmente a 50 m/s y regresa el tiro con la bola viajando horizontalmente a 40 m/s en la dirección opuesta. la fuerza que ejerce sobre ella se describe mediante la función F = (9200 N/s)t . . Desde el reposo. una atleta de 65 kg salta hacia la plataforma desde una altura de 0.8 s. inicialmente en reposo. De su extremo frontal sobresale el polo norte de un poderoso imán. ¿Cuál fue la rapidez original de la bala? 9.(11500 N/s2)t2 a) ¿Qué impulso recibió la atleta desde la plataforma? b) ¿Con qué rapidez llegó a la plataforma? c) ¿Con qué rapidez la dejó? d) ¿A qué altura saltó al dejar la plataforma? 8. que se muestra en la figura. 650. se mueven sobre una pista horizontal sin fricción con magnitudes de velocidad de 5 m/s.11. en un ángulo de 30o respecto de la línea de movimiento original. Encuentre la rapidez que tiene cada disco después de la colisión. Tres carros de masas 4 kg. Después del impacto. El disco amarillo inicialmente está en reposo y es golpeado por el disco anaranjado que se mueve con una rapidez de 5 m/s. el bloque se desliza 7. Antes de chocar. la primera bola se mueve a 4. 12. Encuentre la velocidad final del tren de tres carros. 3 m/s y 4 m/s. 10 kg y 3 kg. si la mitad de la energía cinética del sistema se convierte en energía interna durante la colisión. Si se supone una colisión elástica (e ignora la fricción y el movimiento rotacional). Después de la colisión.5 m antes de llegar al reposo. Determine la rapidez final de cada disco. 14. Si el coeficiente de fricción entre el bloque y la superficie es 0. Acopladores de velero hacen que los carros queden unidos después de chocar. Dos discos de juego de tejo. encuentre la velocidad de la bola golpeada después de la colisión. el disco anaranjado se mueve a lo largo de una dirección que forma un ángulo de 37o con su dirección de movimiento inicial. uno anaranjado y el otro amarillo. 15. Una bola de billar que se mueve a 5 m/s golpea una bola fija de la misma masa. como se muestra en la figura. Después de la colisión. ¿cuál es la rapidez de la masilla inmediatamente antes del impacto? 13. Las velocidades de los dos discos son perpendiculares después de la colisión.33 m/s. y el disco verde tiene una rapidez inicial de 10 m/s. Una porción de arcilla pegajosa de 12 g es arrojada horizontalmente a un bloque de madera de 100 g al inicio en reposo sobre una superficie horizontal. La arcilla se pega al bloque. los discos se aproximan mutuamente con momentos lineales de igual magnitud y direcciones opuestas. . de igual masa. están involucrados en una colisión oblicua elástica. La masa del disco azul en la figura siguiente es 20% mayor que la masa del disco verde. A una pieza uniforme de hoja de acero se le da la forma como se muestra en la figura. En t = 2. que se mueve con una rapidez inicial de 400 m/s. Al mismo tiempo. Cuatro objetos se sitúan a lo largo del eje y del modo siguiente: un objeto de 2 kg se ubica a +3 m.5 kg está en el origen y un objeto de 4 kg está en – 0.50 g que se mueve en el plano xy varía en el tiempo de acuerdo con r1 = (3i + 3j)t + 2jt2.5 g varía como r2 = 3i – 2it2 – 6jt. un objeto de 2. El vector de posición de una partícula de 3. Una bala de 5 g. después de impactar el bloque.16. Una barra de 30 cm de longitud tiene densidad lineal (masa por longitud) dada por λ = 50 g/m + 20x g/m2. medida en metros. El bloque se mueve 5 cm hacia la derecha después del impacto. ¿Dónde está el centro de masa de estos objetos? 17. donde x es la distancia desde un extremo. se conecta a un resorte con constante de fuerza 900 N/m. Determine la rapidez inicial de la bala. La bala permanece en el bloque y. 20. Encuentre a) la rapidez con que la bala sale del bloque y b) la energía mecánica que se convierte en energía interna en la colisión. a) ¿Cuál es la masa de la barra? b) ¿A qué distancia del extremo x = 0 está su centro de masa? 19. determine: a) el vector de posición del centro de masa. 18.5 m. 22. inicialmente en reposo sobre una superficie horizontal sin fricción. Calcule las coordenadas x y y del centro de masa de la pieza. un objeto de 3 kg está a +2. c) la velocidad del centro de masa. el vector de posición de una partícula de 5. d) la aceleración del centro de masa y e) la fuerza neta que se ejerce sobre el sistema de dos partículas. b) el momento lineal del sistema. El bloque. donde t está en s y r en cm. aterriza a una distancia d desde la parte más baja de la mesa. como se muestra en la figura siguiente. 21.5 s. y una partícula de 3 kg tiene una velocidad (i + 6j) m/s. Encuentre a) la velocidad del centro de masa y b) el momento lineal total del sistema. se dispara y pasa a través de un bloque de 1 kg. .5 m. Se dispara una bala de masa m hacia un bloque de masa M inicialmente en reposo en el borde de una mesa sin fricción de altura h (ver figura). Una partícula de 2 kg de masa tiene una velocidad (2i – 3j) m/s. de masa m2 = 3 kg. Cuando el bloque deja la cuña.5 kg se libera desde el reposo en lo alto de una cuña sin fricción con forma curva. se mide su velocidad de 4 m/s hacia la derecha.23. la cual se apoya sobre una superficie horizontal sin fricción. como se muestra en la figura. a) ¿Cuál es la velocidad de la cuña después de que el bloque llega a la superficie horizontal? b) ¿Cuál es la altura h de la cuña? FORMULARIO-RESUMEN . como se muestra en la figura. Un bloque pequeño de masa m1 = 0.
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