CANTIDAD DE MOVIMIENTO CHOQUES E IMPULSO PROBLEMAS RESUELTOS PDF
PROBLEMA 1 :
Las masas y las velocidades instantáneas de tres esferas se muestran en el diagrama adjunto. La magnitud de la cantidad de movimiento lineal del sistema formado por las tres esferas es aproximadamente de:
A) 37 kg.m/s
B) 19 kg.m/s
C) 31 kg.m/s
D) 26 kg.m/s
E) 16 kg.m/s
RESOLUCIÓN :
Rpta. : "E"
PREGUNTA 2 :
En la figura, el cuerpo de masa M se mueve sin rozamiento, desde A hasta B, bajo la acción de las fuerzas F1=20 N y F2=8N, en 12 segundos. Determine el impulso neto que recibe M durante su movimiento.
A) 100 N⋅s
B) 125 N⋅s
C) 144 N⋅s
D) 150 N⋅s
E) 180 N⋅s
RESOLUCIÓN :
Rpta. : "C"
PREGUNTA 3 :
Se aplican fuerzas de igual resultante P a dos objetos idénticos X e Y. la rapidez inicial del objeto X es el doble de la rapidez del objeto Y.
Luego de un segundo, el cambio en la cantidad de movimiento del objeto X es
A) El doble del cambio en la misma cantidad de movimiento del objeto Y.
B) Igual al cambio en la cantidad de movimiento del objeto Y.
C) La mitad del cambio en la cantidad de movimiento del objeto Y.
D) Ninguno sufre cambio en la cantidad de movimiento.
E) El triple del cambio en la misma cantidad de movimiento del objeto Y.
RESOLUCIÓN :
Rpta. : "B"
PROBLEMA 4 :
En la figura, la bola se lanza con rapidez U, y simultáneamente el carrito se mueve con rapidez V. Si la bola cae en el carrito, la cantidad de movimiento del sistema es
A) 21mV
B) 23mV
C) 22mV
D) 20mV
E) 24mV
RESOLUCIÓN :
Rpta. : "A"
PROBLEMA 5 :
Entre los cuerpos de la figura se produce un choque completamente inelástico sobre una superficie lisa. La rapidez final de las masas, es:
A) 7/3 m/s
B) 16/3 m/s
C) 20/3 m/s
D) 10/3 m/s
E) 10 m/s
RESOLUCIÓN :
Rpta. : "D"
PROBLEMA 6 :
Se tiene un sistema formado por tres esferas pequeñas de igual masa (m=10g). En el instante t=0, se encuentran sobre una superficie horizontal lisa en las posiciones que se muestran en la figura. Si los choques son frontales y completamente inelásticos, determine la cantidad de movimiento del sistema (en g.cm/s) en el instante t=3s.
A) 9
B) 10
C) 20
D) 25
E) 30
RESOLUCIÓN :
Rpta. : "C"
PROBLEMA 7 :
Durante las eliminatorias un jugador da un cabezazo a una pelota de fútbol de 420g de masa y el golpe dura 5ms. Indique cuales de las siguientes proposiciones con respecto a lo expresado, son correctas:
I) Si después del cabezazo la pelota tiene una rapidez de 15 m/s; entonces, la magnitud de la cantidad de movimiento de la pelota es de 5,3 kg.m/s
II) Si la magnitud de la fuerza media del cabezazo es de 250N; entonces, la magnitud del impulso medio desarrollado fue de 2 kg,m/s.
III) Si la magnitud de la fuerza media del cabezazo es de 200N, entonces el impulso medio desarrollado es de magnitud igual a 1kg. m/s.
A) Solo III
B) Solo I
C) Solo II
D) II y III
E) I y II
RESOLUCIÓN :
Rpta. : "A"
PROBLEMA 8 :
En la gráfica se muestra una masa de m1=2kg atada a una cuerda ligera sujeta en el punto O y una masa m2=2kg en reposo sobre una superficie horizontal lisa. Si m1 se libera desde el reposo, determine aproximadamente, en N·s, la magnitud del impulso que m2 recibe durante la colisión.
(g=9,81m/s²)
A) 38,8
B) 9,8
C) 34,8
D) 19,8
E) 28,9
RESOLUCIÓN :
Rpta. : "D"
CANTIDAD DE MOVIMIENTO LINEAL
Cantidad vectorial que indica del estado dinámico de traslación de un cuerpo para un sistema de N partículas, la cantidad de movimiento total del sistema es igual a la suma vectorial de las cantidades de movimiento de las partículas individuales
SEGUNDA LEY NEWTON Y CANTIDAD DE MOVIMIENTO LINEAL
Indica que una fuerza resultante produce un cambio del momentum lineal △p partícula durante un intervalo de tiempo △t.
IMPULSO
Cantidad vectorial que indica la acción de una fuerza durante un intervalo de tiempo. Todo impulso es producido por una fuerza (véase la figura) cuyo efecto es el cambio de la cantidad de movimiento del sistema.
TEOREMA DEL IMPULSO Y DE LA CANTIDAD DE MOVIMIENTO
El impulso producido por una fuerza media resultante F sobre un cuerpo en un intervalo de tiempo △t es igual al cambio de la cantidad de movimiento del cuerpo
PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE LA CANTIDAD DE MOVIMIENTO LINEAL
La cantidad de movimiento total de un sistema aislado permanece constante si la fuerza resultante externa que actúa sobre el sistema es nula.
cantidad de movimiento inicial (total) = cantidad de movimiento final (total)
COLISIONES
Una colisión (o choque) es una interacción que ocurre en un intervalo de tiempo pequeño. Las colisiones son de dos tipos:
COLISIÓN ELÁSTICA
Se caracteriza por el hecho de que la energía cinética total se conserva.
COLISIÓN INELÁSTICA
Se caracteriza por el hecho de que la energía cinética total no se conserva.
El principio de conservación de la energía exige:
energía cinética antes de la colisión = energía cinética después de la colisión + Q
REGLA DE NEWTON DE LA COLISIÓN UNIDIMENSIONAL
Es el resultado de combinar los principios de conservación de la energía y de la cantidad de movimiento lineal:
En una colisión unidimensional entre dos partículas, las velocidades relativas de las partículas antes y después de la colisión son de direcciones contrarias.
OBSERVACIONES
1º) El coeficiente de restitución e es un indicador del grado de elasticidad de la colisión, o equivalentemente es un indicador de la energía mecánica disipada.
2º) Los posibles valores de e están comprendidos en el intervalo: 0 ≤ e ≤ 1.
Si e=1, la colisión se llama completamente elástica, y si e=0, la colisión se llama completamente inelástica.
PREGUNTA 1 :
En relación a la cantidad de movimiento indique la verdad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones:
I) Es una cantidad vectorial
II) Depende del sistema de referencia
III) Se manifiesta solamente cuando existen cuerpos que interactúan en una colisión
A) VVF
B) FFF
C) VFF
D) FVF
RESOLUCIÓN :
I) Es una cantidad vectorial
II) Depende del sistema de referencia
III) Se manifiesta solamente cuando existen cuerpos que interactúan en una colisión
Rpta. : "A"
PREGUNTA 2 :
La ley de conservación del movimiento lineal es muy importante en la física. Respecto a la cantidad de movimiento lineal indique la verdad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones.
I) Se define como el producto de la masa del móvil por su velocidad, entonces es una cantidad escalar.
II) Indica el estado dinámico de traslación de un cuerpo.
III) En un sistema de N partículas, la cantidad de movimiento total (p ) del sistema es igual a la suma vectorial de las cantidades de movimiento de cada una de las partículas .
A) FVV
B) VFV
C) FVV
D) VVF
Rpta. : "A"
PREGUNTA 3 :
Una esfera de 3 kg de masa se desplaza horizontalmente hacia la derecha con rapidez de 5 m/s y choca elásticamente con otra esfera en reposo de masa 2 kg. ¿Cuáles son las velocidades de cada una de ellas después del choque central?
A) +6 m/s; –1 m/s
B) +6 m/s; +1 m/s
C) –6 m/s; +1 m/s
D) –6 m/s; –2 m/s
Rpta. : "B"