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TALLER MOMENTO LINEAL, IMPULSO Y CHOQUES 1. Un objeto tiene una energía cinética de 275 J y una cantidad de movimiento de 25.0kg·m/s
de magnitud. a) Halle la rapidez y b) la masa del objeto.
2. Un balón de voleibol de 0.280 kg se aproxima horizontalmente a un jugador con una
rapidez de 15.0 m/s. El jugador golpea con el puño al balón ocasionando que el balón se
mueva en la dirección opuesta con una rapidez de 22.0 m/s. a) ¿Qué impulso entrega el
jugador al balón? b) Si el puño del jugador está en contacto con el balón por 0.0600 s,
encuentre la magnitud de la fuerza promedio ejercida en el puño del jugador.
3. Una pelota de 0.150 kg de masa se deja caer a partir del reposo desde una altura de 1.25 m.
Si rebota desde el piso para alcanzar una altura de 0.960 m. ¿Qué impulso le proporcionó el
piso a la pelota? 4. Un automóvil se detiene en un semáforo. Cuando la luz se pone en verde, el automóvil
acelera, aumentando su rapidez desde 0 hasta 5.20 m/s en 0.832 s. a) ¿Cuáles son las
magnitudes del impulso lineal y b) la fuerza promedio total experimentada por un pasajero
de 70.0 kg en el automóvil durante el tiempo en que el automóvil acelera? 5. La fuerza que se muestra enel diagrama fuerza vs. tiempo en la figura actúaen un objeto de
1.5 kg. Halle a) el impulso de lafuerza, b) la velocidad finaldel objeto si inicialmente está
en reposo y c)la velocidad final del objeto si al inicio está moviéndose a lo largo del eje x
con una velocidad de 22.0 m/s.
6. Las fuerzas que se muestran en el diagrama fuerza vs. tiempo en la figura. actúan en una
partícula de 1.5 kg. Halle a) el impulso para el intervalo desde t = 0 hasta t = 3.0s y b) el
impulso para el intervalo desde t = 0 hasta t = 5.0 s. c) Si las fuerzas actúan en una partícula
de 1.5 kg que inicialmente está en reposo, encuentre las magnitudes de velocidad de la
partícula en d) t = 3.0 s y en t = 5.0 s.
7. El frente de 1.20 m de un automóvil de 1400 kg está diseñado como una “zona de pliegue”
que se colapsa para absorber el choque de la colisión. Si un automóvil que viaja a 25.0 m/s
se detiene uniformemente en 1.20 m, a) ¿cuánto tiempo transcurre después de la colisión, b)
¿cuál es la magnitud de la fuerza promedio en el automóvil? y c) ¿cuál es la aceleración del
automóvil? Exprese la aceleración como un múltiplo de la aceleración de la gravedad.
10.
Fotografías estroboscópicas de alta velocidad muestran que el frente de un palo de golf de
200 g está viajando a 55 m/s justo antes de que golpee una pelota de golf de 46 g en reposo
sobre el soporte para pelota. Después de la colisión, el frente del bastón viaja (en la misma
dirección) a 40 m/s. Encuentre la rapidez de la pelota de golf justo después del impacto. 11.
Una chica de 45.0 kg está de pie sobre un tablón de 150 kg que está originalmente en
reposo, libre de deslizarse sobre un lago congelado que es una superficie plana, sin fricción.
La chica empieza a caminar a lo largo del tablón con una velocidad constante de 1.50 m/s a
la derecha relativa al tablón. a) ¿Cuál es su velocidad relativa a la superficie de hielo? b)
¿Cuál es la velocidad del tablón relativa a la superficie de hielo? 12.
Se dispara una bala de masa m = 8.00 g dentro de un bloque de masa M = 250 g que está
inicialmente en reposo en el borde de una mesa de altura h =1.00 m (figura). La bala
permanece en el bloque y después del impacto el bloque aterriza a d = 2.00 m de la parte
inferior de la mesa. Calcule la rapidez inicial de la bala.
13.
Dos objetos de masas m1 = 0.56kg y m2 = 0.88kg se colocan sobreuna superficie
horizontalsin fricción y un resortecomprimido de constante k = 280N/m se coloca entre
ellos como en lafigura P6.57a. Desprecie la masa del resorte. El resorte no está conectado a
ninguno de los objetos y se comprime una distancia de 9.8 cm. Si los objetos se liberan del
reposo, halle la velocidad final de cada objeto, como se muestra en la figura P6.57b).
14. Un hombre de 730 N se encuentra en medio de un lago congelado de radio 5.0 m. Él es
incapaz de llegar a la otra parte debido a la falta de fricción entre los zapatos y el hielo. Para
superar esta dificultad, él lanza su libro de física de 1.2 kg en sentido horizontal hacia la
orilla norte a una velocidad de 5.0 m/s. ¿Cuánto tiempo le toma para llegar a la orilla sur?
15. Considere una pista sin fricción como se muestra en la figura Un bloque de masa m1 = 5.00
kg se libera desde A. Realiza una colisión de frente elástica en B contra un bloque de masa
m2 = 10.0 kg que inicialmente está en reposo. Calcule la altura máxima a la que se eleva m1
después de la colisión.
16. Una partícula de 2.0 g que se mueve a 8.0 m/s realiza una colisión de frente perfectamente
elástica con un objeto de 1.0 g en reposo. a) Determine la rapidez de cada partícula después
de la colisión. b) Calcule la rapidez de cada partícula después de la colisión si la partícula
inmóvil tiene una masa de 10 g. c) Determine la energía cinética final de la partícula
incidente de 2.0 g en la situación descrita en los incisos a) y b). ¿En qué caso la partícula
incidente pierde más energía cinética?
17. Dos discos de igual masa de un juego de mesa, uno de color naranja y el otro verde, se
involucran en una colisión indirecta perfectamente elástica. El disco verde inicialmente en
reposo es golpeado por el disco naranja moviéndose al inicio hacia la derecha a 5.00 m/s
como en la figura P6.38a. Después de la colisión, el disco naranja se mueve en una
dirección que forma un ángulo de 37.0° con el eje horizontal. Mientras el disco verde hace
un ángulo de 53.0° con este eje como en la figura P6.38b. Calcule la velocidad de cada
disco después de la colisión.