Física.Problemas.

Etapa 4

Formulario:

Cantidad de Movimiento: P = (m) (v)

Cambio en la cantidad de movimiento: [pic 1]

Conservación en la cantidad de movimiento:

(m) (Vo)1 + (m) (Vo)2 = (m) (Vf)1 + (m) (Vf)2

Impulso: I = (F) (t)       ó      I = (m) (v)

Impulso = Cantidad de Movimiento

            I = P

Saber la Energía Cinética y Determinar si es Inelástico o Elástico:

 +   =  + [pic 2][pic 3][pic 4][pic 5]

Una bola de boliche tiene una cantidad de movimiento de 31.5N/seg, si avanza con una velocidad de 9m/s sobre una pista. ¿Cuál es la masa de la bola de boliche?

Este es uno de los problemas que tenemos que despejar, utilizaremos la fórmula de la Cantidad de Movimiento:

P = (m) (v)

Si quieres puedes despejarlo desde esta manera:

m = [pic 6]

m = [pic 7]

m = 3.5kg

Y ya.

¿Cuál es el impulso que recibe un auto al frenar si se aplica una fuerza de 7,500N en un tiempo de 6seg?

Lo mismo, solo se trata de despejar y resolver, muy fácil:

I = (F) (t)

I = (7500N) (6seg)

I = 45,000 N seg[pic 8]

Listo, ahora uno algo complicado, pero leyendo y viendo las fórmulas puede entenderse:

Un balón de 0.45kg es pateado por un jugador imprimiéndole una velocidad de 10 m/seg, si el tiempo que lo pateó fue de 0.04seg ¿Cuál es la fuerza ejercida por el balón?

Cuando analizamos esto, por los datos que nos da diríamos que podemos utilizar la Fórmula de la Cantidad de Movimiento, pero nos pide encontrar la Fuerza, y en la Fórmula de Cantidad de Movimiento no viene nada de Fuerza.

En cambio, en la de Impulso, si está involucrada la Fuerza en la Fórmula, y como en ambos (Impulso y Cant. De Mov.) Tienen los mismos términos (N seg) se puede utilizar de la otra forma:

I = (m) (v)

I = (0.45kg) (10m/s)

I = 4.5N

Ahora tocará despejar:

I = (F) (t)

F = [pic 9]

F = [pic 10]

F = 112.5 N

Resuelto.[pic 11]

Ahora vamos con los problemas “complejos”, no lo son tanto, simplemente son muy largos y es fácil equivocarte al sustituir.

Se dispara una bala de 0.01kg en forma horizontal incrustándose en un bloque de madera de 10kg de masa que está en reposo. La madera y la bala adquieren una velocidad de 0.5 m/s después el impacto ¿Cuál es la velocidad inicial de la bala?

Estos problemas son para la Fórmula de la Conservación en la Cantidad de Movimiento, el cual no es muy difícil si entiendes como es, en la Fórmula puedes ver un “1” y “2”, eso se refiere a 2 objetos, el objeto 1 y el objeto 2.

Pondremos que el objeto 1 es la Madera y el objeto 2 es la Bala (es irrelevante el número que le pongas) y pondremos los valores en la Fórmula, según el objeto que sea.

(m) (Vo)1 + (m) (Vo)2 = (m) (Vf)1 + (m) (Vf)2

(10kg) (0) + (0.01kg) (Vo)2 = (10kg) (0.5m/s) + (0.01kg) (0.5m/s)

¿Por qué la velocidad inicial de la Madera (objeto 1) es 0?

En el problema no nos dice que se está moviendo, se quedó parada y fue cuando la bala se incrustó, así que la velocidad inicial de la Madera (objeto 1) debió de ser 0, ya que no se movió.

Ahora, tocará simplificar de ambos lados:

(10kg) (0) + (0.01kg) (Vo2) = (5N) + (0.005N)

(0.01kg) (Vo2) = 5.005N

Ahora proseguiremos a despejar la Velocidad Inicial del objeto 2 (Vo2)

Vo2 = [pic 12]

Vo2 = 500.5 m/s

Listo, ya la encontramos, es algo fácil si ordenas bien los problemas y sabes qué hacer.[pic 13]

Un bloque de 5 kg se mueve a la derecha sobre una superficie horizontal sin fricción con una velocidad de 12m/s, en la misma dirección pero en sentido contrario se desplaza otro bloque de 3.5kg y con una velocidad de 4.5m/s. Si después de chocar el primer bloque se sigue moviéndose a la derecha pero con una velocidad de 4m/s. Determina la velocidad y el sentido del segundo bloque después del impacto.

Este problemas es más difícil, pero solamente por la manera que debemos identificar los datos.

Lo mismo, debemos identificar el Objeto 1 y el Objeto 2:

El bloque que se mueve a la derecha será el objeto 1, y el Bloque que se mueve a la izquierda será el objeto 2.

(m) (Vo)1 + (m) (Vo)2 = (m) (Vf)1 + (m) (Vf)2

(5kg) (12m/s) + (3.5kg) (4.5m/s) = (5kg) (4m/s) + (3.5kg) (Vf2)

Lo mismo, tocará simplificar:

(60N) + (15.75N) = (20N) + (3.5kg) (Vf2)

75.75N = (20N) + (3.5kg) (Vf2)

Ahora es momento de despejar la Velocidad final del objeto 2 (Vf2)

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