Para analizar situaciones diarias en donde dos o más objetos

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COLEGIO SAN FRANCISCO JAVIER
GUIAS
Estudiante:
Código
PGF 03 R07
2009 08 V03
Guía Nº:
6
Profesor:
Carlos Brand y Miguel Ángel Melo
Grado:
10
Asignatura:
tema:
Ind. de logro:
Física
Sección
Fecha:
ABCD
Para analizar situaciones diarias en donde dos o más objetos chocan o un objeto explota en varios
pedazos, es necesario entender y aplicar los conceptos de impulso y cantidad de movimiento o
momentum.
IMPULSO (I) Y CANTIDAD DE MOVIMIENTO (C)
Impulso es la relación existente entre la fuerza aplicada a un objeto y su tiempo de contacto. Después
del impulso el objeto de cierta masa se desplaza con cierta velocidad, la relación entre la masa y la
velocidad se llama cantidad de movimiento.
I = F. t
C = m. v
I = C = C - Co
Unidades de impulso y cantidad de movimiento
Para la resolución de problemas tener en
cuenta los signos utilizados en el plano
cartesiano.
I = C = N.sg = Kg.m/sg
TALLER 1:
1. Simultáneamente descienden un camión y un auto con la misma velocidad por una carretera, cuál
tiene mayor cantidad de movimiento? Explicar.
2. Un automóvil que parte con una velocidad de 15m/sg tiene una masa de 5000kg, 5sg más tarde
posee una velocidad de 60m/sg. (a) Qué fuerza actúa sobre el auto? (b) Qué impulso recibe el auto?
3. Una pelota de 200gr es lanzada horizontalmente con una velocidad de 50m/sg, golpea una pared y
rebota con una velocidad de 60m/sg. (a)Cuál es la fuerza que la pared le imprime a la pelota, si
estuvo en contacto durante 0,02sg? (b) Qué impulso recibe la pelota?
CONSERVACION DE CANTIDAD DE MOVIMIENTO:
I. Colisiones:
Cuando dos o más objetos chocan la cantidad de movimiento total en un eje antes del impacto es igual a
la cantidad de movimiento total en el mismo eje después del impacto.
 Si la colisión es inelástica, los bloques quedan unidos, no se conserva la energía cinética total,
 Si la colisión es elástica los bloques quedan separados, si se conserva la energía cinética total
CoA + CoB = CAB
inelástica
CoA + CoB = CA + CB
K oA + K 0B = KA + KB
elástica
1
2
TALLER 2:
1. Un bloque de 5kg con velocidad de 20m/sg, choca con otro bloque de 2kg con velocidad de 15m/sg,
dirigida en sentido contrario. (a) Si después del choque los bloques quedan unidos, cuál será la
velocidad del conjunto? (b) Al final hacia donde se mueven los bloques.
2. Un camión vacío de masa M, ruede libremente a una velocidad V1 sobre una carretera horizontal y
choca con un camión de masa m que está en reposo. Si los dos camiones se enganchan, encuentre
la velocidad después del impacto.
3. Un cuerpo de masa 10kg con velocidad de 5m/sg choca perpendicularmente con otro cuerpo de
masa 15kg que viaja con una velocidad de 7m/sg. Si después del choque quedan unidos, cuál es la
velocidad del conjunto?
4.
V=0
Una bola de boliche de 7,5 Kg con una rapidez de 6m/sg
tiene una colisión frontal con una bola de billar estacionaria
de 0,5kg. Cuáles son las velocidades de las bolas después
de la colisión elástica?
5. Una bola de billar de masa m con una rapidez de v1, choca frontalmente con una bola de boliche de
masa 10m en reposo. La velocidad de las bolas después del choque elástico son?
VA=80m/sg
VB=0
VAB
VC= 5m/sg
VABC=?
Un vagón A choca con un segundo vagón B y los dos juntos chocan con un tercer vagón
C. Si los vagones tienen una masa de 200Kg cada uno, calcular la velocidad con la que se
mueven los tres vagones juntos.
ll. Explosión:
Cuando un objeto de cantidad de movimiento Co explota en varias partes, cada una de ellas tiene su
propia cantidad de movimiento.
Co =C1 + C2 + C3+…
lll. Ley de acción y reacción:
Toda acción genera una reacción sobre el mismo objeto. La cantidad de movimiento de la acción es igual
a la cantidad de movimiento de la reacción.
C acción = C reacción
TALLER 3:
1. Una granada de masa m es disparada hacia arriba y explota en dos pedazos cuando se encuentra
en el punto más alto. Una de ellas de masa m/3 es disparada con una velocidad V1. ¿Cuál es la
velocidad de la segunda parte?
2. Resolver la pregunta anterior pero la explosión sucede cuando la granada ha subido una altura h y
tiene una velocidad V.
3. Un rifle cuya masa es 800gr dispara una bala de 16gr con una velocidad de 700m/sg. Hallar (a) La
velocidad con la que retrocede el rifle. (b) La fuerza necesaria para detenerlo en 0,2sg.
4. La masa de Pedro es m y la de Juan 3m y estando parados en el centro de una pista de patinaje se
empujan mutuamente, de tal manera que Juan adquiere una velocidad V/6 a la derecha. Cuál es la
velocidad v de Pedro y en qué dirección?
2
3
RELACION CONSERVACIÓN DE ENERGIA, CONSERVACIÓN DE LA CANTIDAD DE MOVIMIENTO
Podemos analizar problemas más complejos si relacionamos la conservación de la energía con la
conservación de la cantidad de movimiento.
TALLER 4:
1. Una bola de billar de 100gr se encuentra en la cima de una pendiente a una altura de 20cm. Otra
bola de billar de igual masa esta a una distancia de 50cm del final de la pendiente (a) La velocidad
de la bola 13 al final de la pendiente es? (no hay fricción) (b) Con qué velocidad golpea la bola 13 a
la 9 si el coeficiente de rozamiento horizontal es 0,2 (c) Con que velocidad comienzan su movimiento
las dos bolas (d)Qué distancia se mueven las dos bolas después del choque inelástico hasta
detenerse (El coeficiente de rozamiento horizontal es 0,2) (ver figura 1)
2. Se dispara un proyectil de 5gr con una velocidad de 450m/sg contra un péndulo que tiene una masa
de 800gr. Si los cuerpos quedan unidos, hasta qué altura h subirá el péndulo. (ver figura 2)
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Figura 1
Figura 2
13
9
9
h
X
3. Las esferas 1 y 2 de volúmenes iguales y masas m y 2m penden de dos
cuerdas iguales. Soltando las esferas desde el reposo y al mismo tiempo,
chocan elásticamente en el punto A.
(a) Dibujar los vectores de cantidad de movimiento lineal antes del choque
(b) El valor de la energía cinética de la masa m antes del choque es?
(c) Relacionar las dos energías cinéticas
1
4.
L
m
h
2m
A
2kg
2
30m
5kg
B
A
20m
25m
10m
(a) Calcular la velocidad de la bola 1 en los puntos A y B.
(b) Calcular la velocidad de la bola 2 en el punto B
(c) Con qué velocidad se mueven las dos bolas y hacia donde se mueven si sufren una colisión
inelástica en el punto B
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