Guía Impulso y Cantidad de Movimiento

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Guía de Ejercitación

Impulso – Cantidad de movimiento

  II Medio

Momentum Lineal o Cantidad de Movimiento  

Es una magnitud física vectorial. Cuando un cuerpo de masa m; se mueve con una velocidad v,  se dice que posee o tiene una cantidad de movimiento definida por el producto de su masa por su velocidad.

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Impulso

Es una magnitud física vectorial que mide el efecto de una fuerza (F) que actúa sobre un cuerpo durante un tiempo muy pequeño (t), produciendo un desplazamiento del cuerpo en la dirección de la fuerza.[pic 5]

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TEOREMA IMPULSO Y CANTIDAD DE MOVIMIENTO: "Si sobre un cuerpo o sistema de partículas actúa un impulso externo,  éste tendrá un valor igual al cambio producido en la cantidad de movimiento del cuerpo o sistema”

Es decir:   [pic 9]

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PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE LA CANTIDAD DE MOVIMIENTO: "Cuando sobre un cuerpo o sistema, la fuerza o resultante de todas las fuerzas que actúan sobre él es igual a cero, la cantidad de movimiento se mantiene constante";[pic 12]

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CHOQUES O COLISIONES: "Se denomina choque a aquel fenómeno físico en el cual dos o más cuerpos interactúan de tal manera que producen fuerzas impulsoras en el instante del evento".

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EN TODO CHOQUE SE CUMPLE QUE LA CANTIDAD DE MOVIMIENTO ANTES DEL CHOQUE ES IGUAL A LA CANTIDAD DE MOVIMIENTO DESPUÉS DEL CHOQUE:

EJERCICIOS

1. ¿Cuál es la cantidad de movimiento que adquiere una bala de 3 [gr]. que se mueve a 600 [m/s]?
2. Una llave de tuercas de 0,5 [kg]. cae desde un altura de 10 [m]. ¿Cuál es su cantidad de movimiento inmediatamente antes de tocar el suelo? (R: 7 [Kg. m/s].).
3. Un auto de 650 kg. es capaz de adquirir una velocidad de 100 [km /h] en 8 segundos desde el reposo. Calcula cuál será la fuerza total que actúa sobre él en la dirección del movimiento para conseguir ese resultado. ( R: 2256 N)
4. Hallar la fuerza necesaria para detener en 8 segundos con aceleración constante:

1. un camión de 3000 [Kg]. que viaja a velocidad de 80 [km /h] por una carretera recta
2. una pelota de 0,5 [Kg]. que va con una velocidad igual a la del camión.

 (R. a) -8333 N; b) -1,4 N)

1.  Un camión de 2500 {Kg]. que viaja a 40 [km /h] golpea una pared de ladrillo y se detiene en 0,2 segundos.

1. ¿Cuál es el cambio en su cantidad de movimiento?
2. ¿Cuál es su impulso?
3. ¿Cuál es la fuerza sobre la pared durante el choque?

 (R. 27750 kg m/s; -27750 kg m/s; 138750 N)

1. Una pelota de béisbol de 0,2 [kg]. es lanzada hacia la izquierda a 20 [m/s] es impulsada en la dirección contraria a 35 [m/s] al ser golpeada por un bate. La fuerza media sobre la pelota es de 6400 [N]. ¿Cuánto tiempo estuvo en contacto con el bate? (R. 1,72 segundos.)
2. Una pelota de 500 gr. se desplaza de izquierda a derecha a 20 [m/s]. Un bate impulsa la pelota en la dirección opuesta a una velocidad de 36 [m/s]. El tiempo de contacto fue de 0,003 segundos. ¿Cuál fue la fuerza media sobre la pelota? ( R. 9333N)
3. Un taco de billar golpea la bola ocho con una fuerza media de 80 [N] durante un tiempo de 0,00012 [s]. Si la masa de la bola es de 200 [gr]. ¿Cuál será su velocidad?
4. Una pelota de goma de 400 gr. se deja caer sobre el pavimento desde una distancia vertical de 12 [m]. Está en contacto con el pavimento durante 0,01 segundos y rebota hasta una altura de 10 [m].

1. ¿Cuál es el cambio total registrado en su cantidad de movimiento?
2. ¿Qué fuerza media actúa sobre la pelota?
3. ¿Cuál es la fuerza que la pelota ejerce sobre el pavimento?

1. Hallar la fuerza que debe actuar sobre una masa de 3 [Kg]. para reducir su velocidad desde      65 [cm/s]  a 15 [cm/s] en 0,2 s. (R.7,5 N)
2. La fuerza que un jugador de fútbol ejerce sobre una pelota, al darle un puntapié, es intensa pero de duración muy corta (fuerza impulsiva). Cuando un jugador patea una pelota de 0,5 [Kg]. la cual inicialmente está en reposo, consigue comunicarle a la pelota una velocidad de 20 [m/s], aproximadamente.

1. ¿Cuál es el valor de la cantidad de movimiento que adquiere la pelota?
2. Suponiendo que el tiempo de interacción entre el pie del jugador y la pelota es de      0,001 [s], ¿cuál es el valor de la fuerza media ejercida sobre la pelota?

1. Una pelota de 250 [gr]. con una velocidad de 10 [m/s] es golpeada por un jugador y sale en la misma dirección pero en sentido contrario con una velocidad de 15 [m/s]. Sabiendo que la duración del golpe es de 0,01 [s], hallar la fuerza media ejercida por el jugador sobre la pelota. (R.625 N aprox.)
2. Una bala de 8 [gr] se dispara horizontalmente sobre un bloque de madera de 9 [kg], sabiendo que la velocidad del bloque y de la bala después del choque es de 0,4 [m/s], calcular la velocidad inicial de la bala.

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1. Dos masas de 16 y 4 gr se mueven en la misma dirección y sentido contrario con velocidades de 30 y 50 [cm/s], respectivamente. Hallar la velocidad que llevarán ambas masas después del choque sabiendo que permanecen unidas.

1. Una pelota de 250 [gr] con una velocidad de 10 [m/s] es golpeada por un jugador y sale en la misma dirección pero en sentido contrario con una velocidad de 15 [m/s]. Sabiendo que la duración del golpe es de 0,01 [s], hallar la fuerza media ejercida por el jugador sobre la pelota.

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1. Una locomotora de 10 [ton] se dirige hacia un vagón de 40 [ton] en reposo para acoplarse a él, a una velocidad de 0,5 [m/s]. Calcular la velocidad común  después del choque.

1. Un camión vacío de 15 [ton] marcha por una carretera horizontal a una velocidad constante de   5 [m/s] cuando, de repente, cae verticalmente sobre él 5 [ton] de  carbón. Hallar la velocidad del camión con su carga.

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1. Dos cuerpos de 8 y 4 [kg] de masa, se mueven en la misma dirección y sentido contrario con velocidades de 11 y 7 [m/s], respectivamente. Calcular la velocidad común de ambos cuerpos después del choque, suponiendo que siguen juntos.

1. Un automóvil de 1800 [kg] está detenido en un semáforo y es golpeado por detrás por un auto de 900 [kg] y los dos quedan enganchados. Si el auto más pequeño se movía a 20 [m/s] antes del choque, ¿cuál es la velocidad del conjunto después del choque?

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