CONSERVACIÓN DE LA CANTIDAD DE MOVIMIENTO EJERCICIOS RESUELTOS DE INGRESO UNIVERSIDAD – CENTRO DE MASA
PREGUNTA 1
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"
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)
EJERCICIO 1
Respecto a la cantidad de movimiento de un sistema de partículas, determine si cada proposición es verdadera (V) o falsa (F) y marque la secuencia correcta.
I) Se mantiene constante si el impulso de las fuerzas externas es nulo.
II) Se mantiene constante si el sistema es aislado.
III) Se mantiene constante si la resultante de las fuerzas externas al sistema es nula.
A) VFF
B) FFV
C) VVV
D) FVF
E) VFV
EJERCICIO 2
Cuando un petardo de 80g en reposo explota, uno de sus fragmentos de 50g sale despedido hacia la izquierda y el otro hacia la derecha con una velocidad de 40m/s. Determine la rapidez (en m/s) del primer fragmento.
A) 24
B) 12
C) 36
D) 48
E) 96
EJERCICIO 3
Un trineo de 10kg está moviéndose horizontalmente a 20km/h. Al pasar bajo un árbol, le caen encima 10kg de nieve, ¿cuál será entonces su nueva rapidez (en km/h)?
A) 20
B) 10
C) 25
D) 5
E) 2
EJERCICIO 4
Un arquero de 65kg está de pie y en reposo sobre hielo sin fricción y dispara una flecha de 0,50kg horizontalmente con 26m/s. ¿Con qué rapidez (en m/s) el arquero se moverá después de disparar la flecha?
A) 0,5
B) 0,4
C) 0,3
D) 0,2
E) 0,1
EJERCICIO 5
Con una escopeta de cacería de 2kg se dispara una bala de 5g con una velocidad con módulo de 500m/s. Si la escopeta puede retroceder libremente hasta golpear el hombro del cazador, calcular el módulo de la velocidad inicial de retroceso del arma, en m/s.
A) 5
B) 2,5
C) 1,85
D) 0,25
E) 1,25
EJERCICIO 6
Un cañón de 500kg, inicialmente en reposo sobre una superficie horizontal lisa, dispara un proyectil de 2kg con una velocidad = 200m/s. Determine la velocidad del cañón (en m/s) después del disparo.
A) – 1
B) – 1,8
C) – 2,4
D) 2
E) – 2
EJERCICIO 7
Una pelota A de 0,2kg está moviéndose hacia la derecha a 3m/s y otra pelota B de 0,4kg se mueve hacia la izquierda a 2m/s. Después de la colisión, la pelota A se desplaza hacia la izquierda a 3m/s. Determine la velocidad de la pelota B después del choque (en m/s).
A) + 1
B) + 3
C) – 1
D) + 4
E) + 2
EJERCICIO 8
Una esfera de 2kg que se desplaza horizontalmente con 20m/s choca de frente con otra esfera de 3kg que viaja a la izquierda con una velocidad de – 5m/s. Si las esferas quedan pegadas, determine la velocidad del sistema después del choque (en m/s).
A) + 4
B) + 3
C) + 5
D) – 4
E) – 2
EJERCICIO 9
A un automóvil de 1500kg, detenido en un semáforo, lo golpea por la parte trasera un automóvil de 500kg. Los dos autos quedan unidos y se mueven a lo largo de la misma trayectoria que la del automóvil en movimiento. Si, antes de la colisión, el auto más pequeño se movía a 20m/s, ¿con qué rapidez (en m/s) se mueven los autos unidos después de la colisión?
A) 1
B) 3
C) 8
D) 7
E) 5
EJERCICIO 10
Un objeto inicialmente en reposo, explota fragmentándose en dos partes de masas m1 y m2. Si el fragmento adquiere el doble de energía cinética que el otro, ¿cuál es la relación m1/m2?
A) 1/2
B) 1/4
C) 1/5
D) 2/3
E) 3/2
EJERCICIO 11
Una escopeta de feria de 2kg dispara una bala de 10g a una velocidad de 200m/s. Calcule la velocidad de retroceso de la escopeta (en m/s).
A) 1
B) – 3
C) – 1
D) – 3
E) – 2
EJERCICIO 12
Según el principio de la conservación de la cantidad de movimiento; si la resultante de las fuerzas que actúan sobre un sistema es nula, la cantidad de movimiento del sistema permanece constante. Si consideramos a un niño y un joven, sobre una superficie de hielo que se empujan mutuamente, el niño adquiere una rapidez de 2m/s. Determine la rapidez con que retrocede el joven, si su masa es el doble que la masa del niño (en m/s).
A) 1
B) 0,5
C) 0,75
D) 2
E) 1,5
EJERCICIO 13
Se lanza una granada con una velocidad = 60m/s. Luego de 2s explota dividiéndose en tres pedazos iguales. Determine la velocidad del primer fragmento (en m/s) si el segundo tiene una velocidad = (– 10 + 20)m/s y el tercero = (20 + 40)m/s.
A) 25 – 20
B) 60 + 20
C) – 10 + 60
D) 60 – 10
E) 10 + 20
EJERCICIO 14
Una bola de boliche de 6kg choca directamente contra un bolo de 1,8kg que se encuentra en reposo. Éste se mueve hacia adelante a 3m/s y la bola reduce su velocidad a 1,6m/s. ¿Cuál era la rapidez inicial de la bola de boliche (en m/s)?
A) 1
B) 4,5
C) 3,75
D) 2
E) 2,5
EJERCICIO 15
Una bala de 10g se dispara hacia un bloque de madera fijo de 4990g. Si la bala se incrusta en el bloque, la rapidez de la combinación bala más bloque inmediatamente después de la colisión es 0,6m/s. ¿Cuál fue la rapidez inicial de la bala (en m/s)?
A) 200
B) 100
C) 240
D) 300
E) 360
EJERCICIO 16
Una plataforma reposa sobre una superficie lisa. Edu (m = 50 kg) inicialmente en reposo sobre la plataforma (M = 100kg), camina sobre ésta con una rapidez relativa de 4m/s respecto de la plataforma. ¿Cuál es la rapidez (en m/s) de la plataforma, respecto de la superficie lisa, en el instante que Edu abandona la plataforma?
A) 0,58
B) 0,74
C) 0,90
D) 1,33
E) 1,76
EJERCICIO 17
Un patinador de 80kg y otro de 60kg se encuentran en reposo sobre una superficie de hielo. Ellos se empujan entre sí y el patinador de 60kg se desplaza a 2,4m/s en la dirección +X. ¿Cuál será la velocidad del otro patinador (en m/s)?
A) 2
B) 1,8
C) 2,4
D) 2,6
E) 1,2
EJERCICIO 18
Una pelota de masa m = 2kg se suelta desde una altura h = 5m. Si luego del primer rebote alcanza una altura máxima h/4, calcule la fuerza promedio, en N, que la Tierra ejerce sobre la pelota, considerando que el tiempo de contacto fue de 0,1s. (g = 9,81m/s2)
A) 9,8
B) 99
C) 148,5
D) 198
E) 297,1
EJERCICIO 19
En un lago con aguas calmas, se desplazan tres botes, uno detrás del otro, con la misma rapidez V. Los tres botes tienen la misma masa M. En el bote central, se tienen dos objetos de masa m, los cuales se arrojan simultáneamente hacia los otros dos botes. Si los objetos son arrojados horizontalmente, con rapidez u = V/2 y M = 5m, determine la relación entre los módulos de las velocidades de los botes V1: V2: V3.
A) 13:12:11
B) 9:8:7
C) 14:13:12
D) 11:10:9
E) 12:8:6
CENTRO DE MASA
EJERCICIO 20
Tres partículas de igual masa se encuentran sobre el eje X. Si dos de éstos están ubicadas en x = 1m y x = 2m, respectivamente y el centro de masa del sistema está en x = 2/3 m, determine la posición (en m) de la tercera masa.
A) – 1
B) – 2
C) 2
D) 0
E) 1
EJERCICIO 21
Un proyectil es lanzado desde una superficie horizontal con una rapidez de 30m/s formando un ángulo de 60° con la horizontal y en el punto más alto de su trayectoria explota en 10 porciones, entonces cuál o cuáles de las siguientes proposiciones son verdaderas (V) o falsas (F).
I) El C.M. del conjunto de porciones llega a la horizontal de lanzamiento antes que cada una de estas porciones.
II) La aceleración del C.M. en el punto de explosión es cero.
III) Todas las porciones llegan a la horizontal de lanzamiento antes que el C.M.
A) VFF
B) FFV
C) VVV
D) FFF
E) VFV
