IMPULSO Y CANTIDAD DE MOVIMIENTO EJERCICIOS RESUELTOS PDF
EJERCICIO 1
Edu en un partido de futbol pudo alcanzar una rapidez de 10m/s en 6,82 segundos de recorrido, por ese motivo es considerado uno de los futbolistas más rápidos del mundo. Si consideramos que la masa del futbolista es 75kg, determine el valor máximo de la cantidad de movimiento que pudo alcanzar (en kg. m/s).
A) 750
B) 450
C) 1500
D) 600
E) 900
EJERCICIO 2
Una bola de billar de 0,15kg se lanza con 12m/s de velocidad. Determine su momento lineal (en kg m/s).
A) 7,5
B) 5,4
C) 3,3
D) 4,2
E) 1,8
EJERCICIO 3
En mecánica clásica, la cantidad de movimiento se define como el producto de la masa de un cuerpo y su velocidad en un instante determinado. Si analizamos el movimiento en la dirección del eje X de una persona de 80kg de masa con rapidez constante de 3m/s. Determine la magnitud de la cantidad de movimiento de la persona luego de 8s (en kg. m/s).
A) 240
B) 720
C) 180
D) 100
E) 120
EJERCICIO 4
Si la velocidad de un cuerpo cambia, entonces su cantidad de movimiento experimenta una variación. Calcule el módulo de la variación de la cantidad de movimiento de un vehículo de 1120kg que incrementa su rapidez de 5m/s a 15m/s, desplazándose en la misma dirección (en kg. m/s).
A) 12725
B) 42800
C) 82240
D) 10125
E) 11200
EJERCICIO 5
Para detener un cuerpo es necesario ejercerle un impulso en contra de su movimiento. Considere un automóvil de 960kg que se desplaza a 25m/s. Si se desea detener al automóvil en 15s, determine el módulo de la fuerza media que debe actuar sobre el automóvil para lograr dicho objetivo.
A) 1200N
B) 1500N
C) 2400N
D) 3200N
E) 1600N
EJERCICIO 6
El billar es un juego de precisión que consiste en impulsar con un taco una bola para que esta golpee a un número variable de bolas en reposo. En el gráfico se muestra una bola que es impulsada con 12m/s. Si luego del choque con otra bola su velocidad se reduce en 75%, manteniendo su dirección, determine la variación de su cantidad de movimiento (en kg. m/s). (m = 200g).
A) – 1,8
B) 1,8
C) – 2,4
D) 2,4
E) 2
EJERCICIO 7
La energía cinética de un cuerpo depende de su masa y del cuadrado de su rapidez, pero es independiente de la dirección de la velocidad. La magnitud que depende de la masa y de la velocidad del cuerpo es la cantidad de movimiento. Suponga que una bola de 0,15kg que se desplaza hacia la derecha tiene una energía cinética de 30J. Determine su cantidad de movimiento (en kg. m/s).
A) – 1
B) – 2
C) 2
D) 3
E) 1
EJERCICIO 8
Una pequeña esfera de 2kg es abandonada desde cierta altura en caída libre, determine el impulso (en N.s) realizado mediante la fuerza de gravedad durante 3s de caída. (g = 10m/s2)
a) – 30
b) – 40
c) – 50
d) – 60
e) – 70
EJERCICIO 9
Un auto de 1500kg que se desplaza con rapidez de 15m/s choca con un poste de energía eléctrica y se detiene al cabo de 0,30s. Determine la magnitud de la fuerza media (en kN) ejercida sobre el auto durante la colisión.
A) 75
B) 60
C) 90
D) 45
E) 35
EJERCICIO 10
A cierta altura, un objeto de 2kg es soltado y luego de 3s, se registra un impulso resultante hacia abajo de módulo 18N.s, determine el módulo de la fuerza constante (en N) que le ejerce el aire hasta ese instante. (g = 10m/s2).
A) 18
B) 17
C) 14
D) 16
E) 15
EJERCICIO 11
Una pelota de béisbol tiene una masa de 150g; se lanza esta pelota llegando al bate con una velocidad con módulo de 24m/s y después de haber sido bateada, su velocidad con módulo de 36m/s, tiene dirección opuesta. Hallar el módulo de la fuerza media del golpe, si la pelota permanece en contacto con el bate 2 milisegundos (en kN).
A) 3
B) 4,5
C) 12,5
D) 9
E) 8,5
EJERCICIO 12
Una pelota de béisbol de 0,2kg llega al bateador con una velocidad de +22m/s. Después de que es golpeada, presenta una velocidad de – 38m/s. Si la pelota ejerce una fuerza media de +8000N, ¿durante cuánto tiempo estuvo en contacto con el bate (en ms)?
A) 2,5
B) 2,4
C) 4,5
D) 1,5
E) 7,2
EJERCICIO 14
Una pelota de 0,1kg choca contra una pared horizontalmente a 12m/s y rebota saliendo despedida en la dirección opuesta a 10m/s. Determine el módulo de la variación de la cantidad de movimiento de la pelota (en kg.m/s).
A) 2,2
B) 4,3
C) 10,2
D) 4,2
E) 1,8
EJERCICIO 15
Una bola de béisbol de 0,2kg se aproxima al bate a 30m/s. Si el bate le proporciona un impulso de 9,75kg.m/s en dirección opuesta a su velocidad, ¿cuál será la rapidez final de la bola (en m/s)?
A) 10
B) 15
C) 40
D) 20
E) 60
EJERCICIO 16
Una roca de 10kg cae desde una torre de 20m de altura impactando contra el suelo. Determine el módulo de la cantidad de movimiento (en kg.m/s) de la roca al llegar al suelo. (g = 10m/s2)
A) 200
B) 100
C) 50
D) 400
E) 25
EJERCICIO 17
La pequeña esfera lisa de 2kg se dirige hacia la pared vertical con una rapidez de 14m/s y rebota con 6m/s, si la colisión duró aproximadamente 10ms, determine el módulo de la fuerza media (en N) que la pared ejerce sobre la esfera.
A) 2800
B) 4000
C) 2000
D) 8000
E) 2400
EJERCICIO 18
Con una pistola de juguete se disparan proyectiles de 1g de masa verticalmente hacia arriba, alcanzando una altura de 20m. ¿Cuál es la magnitud del impulso (en mN.s) que la pistola proporciona a los proyectiles? (g = 10m/s2)
A) 20
B) 10
C) 40
D) 5
E) 80
EJERCICIO 19
Un joven de 60kg cae desde una altura de 80cm y flexiona las rodillas para así amortiguar el golpe. Si el tiempo en que ocurre el choque contra el piso fue de 0,8s, determine la fuerza media (en N) ejercida por el piso. (g = 10m/s2)
A) 450
B) 750
C) 480
D) 800
E) 900
EJERCICIO 20
Sobre un cuerpo de 3kg de masa, que se encuentra en reposo en el origen de coordenadas del eje x, actúa una fuerza que varía con el tiempo t, de acuerdo a la ecuación F=(2+2t)N, donde “t” se mide en segundos. ¿Cuál es la rapidez (en m/s) del cuerpo cuando t=3s?
A) 2
B) 3
C) 4
D) 5
E) 6
PREGUNTA 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"
PREGUNTA 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"
PREGUNTA 5
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"
PREGUNTA 6
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"
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
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
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
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"
