Problemas de Momentum Lineal

 

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Mome Momen nto li line neal al

el B (con masa de 0.350 kg) que est´a en reposo. Despu´es es del choque, A se mueve a 0.120 0.1 20 m¿s a la izquierda, y B lo hace a 0.650 m¿s a la derecha. a) ¿Qu´e rapidez ten´ ten´ıa A antes del choque? b) Calcule el cambio de energ´ energ´ıa cin´etica etica total del sistema durante el choque. Rta: a) 0.790 m/s b) -0.0023 J[1]

1. a) ¿Qu´ e magnitud magnitud tiene el mome momento nto lineal de un cami´on on de 10,000 kg que viaja con rapidez de 12.0 m/s? b) ¿Con qu´e rapidez tendr tendr´´ıa que viajar una vagoneta de 2000 kg para tener i) el mismo momento momento lineal? lineal? ii) ¿la misma energ´ energ´ıa 5 cin´etica? etica? Rta: 1.20 × 10 kg m/s bi) 60.0 m/s bii) 26.8m/s[1]

7. Propu Propulsi´ lsi´ on on animal. animal. Los calama calamares res y pulpos se impulsan impuls an a s´ı mismos mismos expeliendo expeliendo agua. Para hacer esto, guardan agua en una cavidad y luego contraen repentinamente esa cavidad para forzar la salida del agua a trav´es es de una abertura. Un calamar de 6.50 kg (incluyendo el agua en la cavidad) cav idad) est´ a en reposo, cuando de pronto ve un peligroso depredad depredador. or. a) Si el calamar calamar tiene 1.75 kg de agua en su cavidad, ¿con qu´e rapidez debe expeler esa agua para alcanzar una rapidez de 2.50 m/s y escapar escapar as as´´ı del depredador depredador?? Desprecie cualquier efecto de arrastre del agua circundante. b) ¿Cu´anta ant a ene e nerg´ rg´ııaa ci cin´ n´eetica ti ca gener gen eraa el calamar con esta maniobra? Rta. a) 6.79 m/s b) 55.2 J [1]

2. Una part´ part´ıcula de 3.00 kg tiene una velocidad de ˆ 3.00i + 4.00 jˆ m/s. a) Encuentre las componentes x  y  y  de su cantidad de movimiento. b) Encuentre la magnitud y direcci´oon n de su cantidad de ˆ movimiento. Rta: a) 9i − 12 jˆ kgm/s b) 15 kgm/s a 307 [2] ◦

3. Un defens defensor or de l´ıne ıneaa de f´ u utbol tbol ame americ ricano ano de 110 110 kg va co corr rrie iend ndoo ha haci ciaa la de dere reccha a 2.75 2.75 m¿s, mientras otro defensor de l´ınea de 125 kg corre directamente hacia el primero a 2.60 m¿s. ¿Cu´ ales ales son a) la magnitud y direcci´on on del momento lineal neto de estos dos deportistas, y b) su energ´ energ´ıa cin´etica etica total? a) 22.5 kgm/s, a la izquierda b)838 J[1]

8. Se dispar disparaa una bala de masa  m  hacia un bloque de masa   M   inicialmente en reposo en el borde de una mesa sin fricci´oon n de altura   h  ver figura 1 La bala permanece en el bloque bl oque y, despu´ es es de impactar el bloque, aterriza a una distancia d desde la parte m´as as baja de la me mesa. sa. Determ Determine ine

4. U Una na pelo pelota ta de golf golf de 0.04 0.0450 50 kg en repo reposo so adquiere una rapidez de 25.0 m/s al ser golpeada por un palo. Si el tiempo de contacto es de 2.00 ms, ¿qu´e fuerza fue rza medi m ediaa act´ act ua u ´ a sobre la la pelota? ¿Es significativo el efecto del peso de la pelota durante ran te el tiempo de contacto? contacto? ¿Por ¿Por qu´ee?? Rta: 562 N, no[1]

la rapidez inicial de la bala. Rta:

5. Un disco de hockey de 0.160 kg se mueve en una superficie cubierta de hielo horizontal y sin fricci´ on. on. En  t  = 0, su velocidad es de 3.00 m/s a la derecha. a) Calcule la velocidad (magnitud y direcci´ on) on) del disco despu´es es de que se aplica una fuerza de 25.0 N hacia la derecha durante 0.050 s. b) Si, en vez de ello, ello, se apli aplica ca una fu fuer erza za de 12.0 N dirigida a la izquierda, entre   t   = 0 y t  = 0.050 s, ¿cu´ al al es la velocidad final del disco? Rta: Rta: a) 10.8 m/s a la derech derechaa b) 0.75 0.75 m/s a la izquierda[1]

  M +m m

 

gd2  [2] 2h

Figure 1:

6. En una mesa de aire horizontal sin fricci´on, o n, el disco A (con masa de 0.250 kg) se mueve hacia

9. Los gase gasess en expansi´ expansi´ on on que salen por el ca˜n´ no´on n de un rifle tambi´ en en contribuyen al retroceso. Una

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bala de calibre .30 tiene una masa de 0.00720 kg una velocidad inicial de 5.00ˆi m/s, choca y se une y una rapidez de 601 m/s relativa al ca˜ n´ non o´n del a un objeto de 2.00 kg de masa con una velocidad inicial de   −3.00 jˆ   m/s. m/s. Encuentr Encuentree la velocida velocidad d rifle, cuya masa es de 2.80 kg. El rifle, sostenido ˆ ˆ final del objeto compuesto Rta: 3i − 1.2 j  m/s [2] sin firmeza, retrocede a 1.85 m/s en relaci´on on con el suelo. Calcule Calcule el momento momento lineal lineal de los gases al salir del ca˜ n´ non, o´n, en un sistema de coordenadas References fijo al suelo. Rta: 0.866 kgm/s[1] univer sitaria ria con f´ısica moderna  10. Una bala de 5.00 g, que se mueve con una rapi- [1] F. Sears.   F´ısica universita vol 1, edici´  on 12  . Addison-Wesley, 2009. dez inicial de 400 m/s, se dispara y pasa a trav´es es de un bloque de 1.00 kg, como se muestra en la [2] R. Serwa Serway y.   F´ısica para para ciencias e ingenieria con  figura 2. El bloque, inicialmente inicialmente en reposo sobre  f  f´ ´ısica moderna vol 1, edici´  on 7 . Cengage Cengage LearnLearnuna superficie horizont horizontal al sin fricci´ fricci´ oon, n, se conecta ing, 2009. a un resorte con constante de fuerza 900 N/m. El bloq bloque ue se muev muevee 5.00 5.00 cm hac hacia ia la der derec echa ha despu´´eess del impacto. despu impacto. Encuentr Encuentree a) la rapide rapidezz con que la bala sale del bloque y b) la energ energ´´ıa mec´anica anica que se convierte en energ energ´´ıa interna en la colisi´on. on. Rta: a)100 m/s b) 374 J [2]

Figure 2: 11. Una bola de billar que se mueve a 5.00 m/s golpea una bola fija de la misma masa. Despu´ Despu´es es de la colisi´on, on, la primera bola se mueve, a 4.33 m/s, en un angulo ´angulo de 30.0 respe respecto cto de la l´ınea de movimient movimientoo original. Si supone una colisi´ on on el´astica astica (e ign ignora ora la fricci fricci´on ´on y el mo movim vimien iento to rotacional), encuentre la velocidad de la bola golpeada despu´ es es de la colisi´on. o n. Rta: Rta: 2.50 2.50 m m/s /s a −60.0 [2] ◦

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12. Un objeto de 3.00 kg de masa, que se muev muevee con

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