universidad nacional de san luis

UNIVERSIDAD
NACIONAL DE SAN LUIS
FACULTAD DE INGENIERIA Y CIENCIAS AGROPECUARIAS
FÍSICA I
Ing. Electromecánica - Ing. Electrónica - Ing. Industrial - Ing. Química - Ing. Alimentos - Ing. Mecatrónica
TRABAJO PRÁCTICO No 6
CANTIDAD DE MOVIMIENTO LINEAL. COLISIONES
ESTRATEGIAS PARA LA SOLUCIÓN DE PROBLEMAS:
1. Se traza un sistema de coordenadas y se definen las velocidades respecto a ese sistema. Es
conveniente hacer que el eje x coincida con una de las velocidades iniciales.
2. En el esquema del sistema de coordenadas, dibujar todos los vectores de las velocidades colocando
identificación y datos que se tengan.
3. Escribir las expresiones de cantidad de movimiento del sistema antes y después del choque e
iguálense para las componentes x e y, teniendo en cuenta el signo de cada vector según para donde
apunte. Es importante tener en cuenta que la igualación es porque la cantidad de movimiento se
conserva en el sistema y no en cada objeto individualmente.
4. Si el choque es inelástico, la energía cinética no se conserva, por lo que se deberán resolver las
ecuaciones de cantidad de movimiento.
5. Si el choque es elástico, la energía cinética se conserva, por lo que se pueden igualar las ecuaciones
de energía cinética antes y después del choque proporcionando relaciones adicionales entre las
distintas velocidades.
PROBLEMA No 1: Una plataforma abierta de ferrocarril cuya masa es de 20000Kg se está moviendo sobre una vía
a 1,8m/s. Está lloviendo y las gotas caen verticalmente en el interior de la plataforma. Después que ésta se ha
llenado con 2000Kg de agua, determinar su velocidad final.
PROBLEMA No 2: Determinar:
a) la cantidad de movimiento de un automóvil de 17800N, cuya velocidad es de 48,3Km/h.
b) la velocidad para la que un camión con una masa 5 veces mayor tenga la misma cantidad de movimiento
c) la velocidad para que tenga la misma energía cinética.
) en reposo, emite de repente una partícula 
(masa=6,64.10 ). Si la rapidez de la partícula es 1,5.107m/s, determinar la velocidad del núcleo después que se
desprendió la partícula.
PROBLEMA No 4:Una vasija en reposo explota rompiéndose en tres fragmentos. Dos de éstos que tienen igual
masa, salen disparados en direcciones perpendiculares y con la misma velocidad de 30m/s. El tercer fragmento
tiene una masa tres veces mayor que la masa de cada uno de los otros dos. Determinar la magnitud y dirección de
su velocidad inmediatamente después de la explosión.
PROBLEMA No 3: Un átomo de radio (masa=3,7516.10
-25
-27
PROBLEMA No 5:Un objeto de 15Kg que se mueve en sentido vertical con una velocidad de 10m/s de pronto
explota y se fragmenta en tres piedras de 2, 3 y 10Kg. Inmediatamente después de la ruptura un grupo de astutos
estudiantes de física encuentran que la masa de 2Kg se desplaza de manera vertical con una velocidad de 20m/s, y
que el trozo de 3Kg se desplaza en sentido horizontal con una velocidad de 5m/s. Determinar la velocidad del trozo
de 10Kg.
PROBLEMA No6:Un hombre de 75Kg, sentado sobre un trineo de 75Kg, dispara horizontalmente hacia atrás un
fusil cargado con una bala de 60gr. Suponiendo que la velocidad de la bala a la salida del arma es de 500m/s y que
el rozamiento sobre el hielo es despreciable, determinar con que velocidad se moverá el trineo después de disparar
el fusil.
PROBLEMA No7:Una pelota de 0,5Kg se aproxima a un bate con una velocidad de 30m/s y después de chocar
regresa por la misma línea a igual velocidad. Determinar el impulso ejercido por el bate sobre la pelota.
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PROBLEMA No8:Con un taco se le pega a una bola de billar ejerciendo una fuerza media de 50N durante 10
milisegundos. Si la bola tiene una masa de 0,2Kg, determinar la velocidad después del choque.
PROBLEMA No 9:Una pelota de 1Kg cae verticalmente sobre el piso con una velocidad de 25m/s. Rebota con una
velocidad inicial de 10m/s. Determinar:
a) el impulso que obra sobre la pelota durante el contacto
b) si la pelota está en contacto 0,02s, determinar la fuerza media ejercida por el suelo.
PROBLEMA No 10:Una pelota de béisbol de 0,145Kg llega al bateador con una velocidad horizontal de 20m/s. Él
la golpea. De inmediato, tras abandonar el bate, la velocidad de la pelota es de 50m/s en la dirección horizontal
opuesta. Calcular:
a) el impulso que imprime a la pelota la fuerza total que actúa sobre ella.
b) la magnitud de la fuerza total promedio que actúa sobre la pelota si su colisión con el bate dura 1.10-3s
c) compare la magnitud de la fuerza total promedio con la del peso de la pelota.
PROBLEMA No 11:Se batea un lanzamiento horizontal con una velocidad v. La pelota de masa m abandona el bate
en dirección vertical con una velocidad de 2v. Calcular el impulso que imprime a la pelota la fuerza total que actúa
sobre ella.
PROBLEMA No 12:Un proyectil de 5gr es disparado horizontalmente sobre un bloque de madera de 3Kg que se
encuentra en reposo sobre una superficie horizontal. El coeficiente de fricción entre el bloque y el plano es de 0,2.
El proyectil permanece empotrado en el bloque y se observa que éste se desliza 25cm sobre la superficie.
Determinar la velocidad del proyectil.
PROBLEMA No 13:Un bloque de 10Kg se desliza con una velocidad de 20m/s sobre una superficie horizontal,
efectúa un choque frontal con otro bloque de 30Kg que se mueve en sentido contrario con una velocidad de 10m/s.
Si el choque es perfectamente elástico, determinar la velocidad después del mismo.
PROBLEMA No 14: Una bola de billar se mueve con una velocidad de 2,2m/s, pega angularmente con otra idéntica
que se encuentra en reposo. Después del choque se ve que una de las bolas se está moviendo con una velocidad de
1,1m/s en una dirección que forma un ángulo de 60º con respecto a la dirección original del movimiento. Encontrar
la velocidad de la otra bola. Con los datos dados, decir si el choque puede ser inelástico.
PROBLEMA No 15:Un carro de ferrocarril que tiene una masa de 29000Kg y una velocidad de 1,52m/s, alcanza a
otro de masa 21800Kg que va a una velocidad de 0,915m/s en la misma dirección y sentido. Determinar:
a) la velocidad de los carros después del choque y la pérdida de energía cinética si los carros se enganchan
b) las velocidades después del choque si éste es elástico y los carros no se enganchan.
PROBLEMA No 16: Un automóvil de 1050Kg patina sobre un estanque de hielo sin fricción con una velocidad de
22m/s en dirección Este. Otro automóvil con una masa de 900Kg, se desliza a 18m/s con dirección Sureste
formando un ángulo de 30º con el este, choca contra el primero quedando adherido a él. Determinar:
a) la velocidad de los vehículos después de la colisión.
b) el cambio de energía cinética del sistema formado por los dos vehículos como consecuencia de la colisión.
PROBLEMA No17: Una pelota cae y rebota hasta el 80% de su altura original. Determinar:
a) la fracción de energía mecánica pierde en el rebote
b) en qué se utiliza esa energía
c) el coeficiente de restitución del sistema pelota suelo
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PROBLEMA No 18: Una esfera de madera cae desde una altura de 8m. El coeficiente de restitución en el choque
contra el suelo es de 0,5. Determinar la altura a la que llega después del choque.
PROBLEMA No 19:Una pelota de golf, se deja caer sobre una superficie dura desde una altura de 1m y rebota hasta
64cm. Determinar:
a) la altura del segundo rebote
b) el coeficiente de restitución
c) el tiempo del segundo rebote. Es decir, el tiempo transcurrido entre el primero y segundo contacto con la
superficie.
PROBLEMA No 20: Determinar el centro de masa en
un sistema de tres partículas en las esquinas de un
triangulo recto como se ve en la figura.
y
4Kg
1m
O
2Kg
0,5m
x
0,8m
PROBLEMA No 21: Determine la ubicación del centro de masa del
sistema de tres partículas que se muestra en la figura.
1Kg
m
y
l
m
l
2m
x