FISICA GUIA N°4

Corporación de Desarrollo Social
Liceo Polivalente Arturo Alessandri Palma
Departamento de Física
Profesores:
Patricia Navarro, Miguel Castro, Christian Contreras
[email protected]
Guía de Aprendizaje N° 4
NM4 MODULO
Instrucciones:

Lea comprensivamente la guía, con el apoyo de tu cuaderno y libro de aquellos conceptos
que no recuerdas.

Sigue atentamente los pasos del ejercicio resuelto.

Resuelva ordenadamente los problemas planteados, verificando tu desarrollo con las
respuestas entregadas.

En caso de no coincidir con los resultados, revisa los procedimientos realizados.

Resuelve la evaluación y envíala a través del correo electrónico señalando, indicando:
Curso, nombre y profesor.
Fecha de Recepción:
Enviar por correo electrónico hasta las 14:00 horas del 11 de noviembre del 2011.
Mail:
SECTOR:
FISICA MODULO
PROFESOR: MIGUEL CASTRO
[email protected]
Nivel/curso
Plazo:
NM4/ D,E y F
11 /11/2011,14:00 HORAS
UNIDAD TEMÁTICA: MECÁNICA
CONTENIDO:
IMPULSO Y CANTIDAD DE MOVIMIENTO
APRENDIZAJES ESPERADOS: RECONOCEN Y APLICAN EL CONCEPTO DE IMPULSO Y
MOMENTUM A SITUACIONES DE LA VIDA DIARIA
CONCEPTOS FUNDAMENTALES
IMPULSO Y CANTIDAD DE MOVIMIENTO
La propiedad llamada cantidad de movimiento o momentum está asociada a la cantidad
de masa que tiene un objeto y a la velocidad con que este se mueve; es transferible, es
decir, una persona o un objeto pueden transferir momentum a un cuerpo.
Es transferible, es decir, una persona o un objeto pueden transferir momentum a un
cuerpo. Para esto debemos interactuar con él; dicho de otro modo, debemos ejercerle
una fuerza.
Ahora bien, si todas las fuerzas sobre un sistema, sea este un cuerpo o un conjunto de
cuerpos, se anulan entre sí, es decir, la fuerza neta sobre el sistema es igual a cero,
entonces el momentum del sistema se conserva, lo que significa que su cantidad de
movimiento no cambia, es constante. Lo anterior se refiere a que, por ejemplo, si
queremos mover una pelota de fútbol, debemos patearla. Si nadie patea la pelota, esta
no se mueve. La acción de patear la pelota implica que el jugador le transfiere
momentum propio al sistema pelota
La 2ª Ley lo explica todo
Según el principio de masa, si a ésta se le aplica una fuerza F adquiere una
aceleración a:
F = m●a
Siendo:
F: fuerza [F] = N (Newton)
a: aceleración [a] = m/s²
m: masa [m] = kg
Multiplicando ambos miembros por el tiempo t en que se aplica la fuerza F:
F●t = m●a●t
Como:
a●t = v
Siendo v: velocidad [v] = m/s t: tiempo [t] = s
Tenemos:
F●t = m●v
Al término F●t se lo denomina impulso de la fuerza y
denomina cantidad de movimiento, entonces, para el primero:
I = F●t
Siendo:
I: impulso [I] = kg.m/s
Para el segundo:
p = m●v
Siendo:
p: cantidad de movimiento [p] = kg.m/s
al
término m●v se
lo
Para deducir las unidades, tenemos:
F.t = m●v
N.s = kg.m/s N = kg.m/s ²
kg.m/s ².s = kg.m/s
Luego:
[I] = [p] = kg●m/s = N●s
El impulso de la fuerza aplicada es igual a la cantidad de movimiento que provoca ,o
dicho de otro modo, el incremento de la cantidad de movimiento de cualquier cuerpo es
igual al impulso de la fuerza que se ejerce sobre él.
Unidades en los distintos sistemas
Cantidad de movimiento
Impulso
c.g.s.
S.I.
Técnico
g.m/s
din.s
kg.m/s
N.s
kgf.s
kgf.s
“El impulso y la cantidad de movimiento son magnitudes vectoriales”
Ejemplo1:
Una pelota de 600 gr. viaja a 24 km/h. Su momento lineal es de:
Datos:
m = 600g = 0.6 Kg
V = 24 km/h = 0.66666 m/s
p=x
p = m●v = 0.6Kg● 0.6666m/s ≈ 4Kg ●m/s
Ejemplo 2:
Un objeto de 3 kg tiene un momento lineal de 54 kg km/h. Su velocidad es de:
Datos:
m = 3 Kg
p = 54Kg km/h
v= x
p  m v  v 
p
54Km / h

 18Km / h  5m / s
m
3
Conservación de la cantidad de movimiento
Si con un cuerpo de masa m1 y velocidad v1 se aplica una fuerza a otro cuerpo de masa
m2 y velocidad v2, como por ejemplo, en un saque de tenis, en ese instante es aplicable
el principio de acción y reacción y tenemos que:
m1●v1 = m2●v2
Es decir la masa de la raqueta por su velocidad, en el momento del choque, debe ser
igual a la masa de la pelota de tenis por la velocidad que adquiere.
Enunciando la Ley de conservación de la cantidad de movimiento dice:
En cualquier sistema o grupo de cuerpos que interactúen, la cantidad de movimiento
total, antes de las acciones, es igual a la cantidad de movimiento total luego de las
acciones.
Σm●v = 0
mi●vi = mf●vf
Δp1 = Δp2
A continuación te entregamos algunos link a los cuales puedes acceder par
profundizar este contenido:
http://www.youtube.com/v/CN-nFlZfTPw&fs=1&source=uds&autoplay=1
http://www.youtube.com/v/w394PzBGc0s&fs=1&source=uds&autoplay=1
http://www.youtube.com/v/yNB6r8OMqoM&fs=1&source=uds&autoplay=1
http://www.youtube.com/v/l88jx2UDYzo&fs=1&source=uds&autoplay=1
http://www.youtube.com/v/-ca8Skl9uj4&fs=1&source=uds&autoplay=1
http://www.youtube.com/v/zPcLVTVkTpo&fs=1&source=uds&autoplay=1
Ejemplo:
Una escopeta de 2 kg dispara cartuchos que contienen 100 perdigones de 0,5 g cada uno
con una velocidad de 300 m/s. ¿Cuál será la velocidad de retroceso del arma?
Datos:
Masa escopeta (me) = 2 kg
Masa perdigón(mp)= 0,5 g
V perdigones (vp) = 300 m/s
V escopeta (ve) = X
Solución:
Pasamos todos los datos a unidades del S.I.:
Masa perdigones=100 x 0,5 gr. =50 gramos = 0,05 kg
V perdigones = 300 m/s
Masa escopeta = 2 kg
No intervienen fuerzas externas al sistema. En realidad actúan el peso y la fuerza de la
explosión y las dos son internas al sistema. Por lo tanto se conserva la cantidad de
movimiento: P antes de la explosión = P después de la explosión
La velocidad hacia la derecha la consideramos positiva y hacia la izquierda negativa. Los
perdigones salen disparados hacia la derecha y la escopeta retrocede hacia la izquierda.
0 = mp ● vp – me ● ve
Reemplazando
0 = 0,05.300- 2.ve
y despejando ve
ve = 7,5 m/s
EJERCICIO PROPUESTOS.
1. Una pelota de béisbol de 0,15 kg de masa se está moviendo con una velocidad de 40
m/s cuando es golpeada por un bate que invierte su dirección adquiriendo una
velocidad de 60 m/s, ¿qué fuerza promedio ejerció el bate sobre la pelota si estuvo
en contacto con ella 5 ms?
2. Un taco golpea a una bola de billar ejerciendo una fuerza promedio de 50 N durante
un tiempo de 0,01 s, si la bola tiene una masa de 0,2 kg, ¿qué velocidad adquirió la
bola luego del impacto
3. Una fuerza actúa sobre un objeto de 10 kg aumentando uniformemente desde 0
hasta 50 N en 4 s. ¿Cuál es la velocidad final del objeto si partió del reposo?
4. Un hombre colocado sobre patines arroja una piedra que pesa 80 N mediante una
fuerza de 15 N que actúa durante 0,8 s, ¿con qué velocidad sale la piedra y cuál es la
velocidad de retroceso del hombre si su masa es de 90 kg?
5. Una pelota de futbol de 850 g de masa adquiere una velocidad de 40 m/s mediante
un puntapié de 0,2 s de duración, ¿qué fuerza recibió la pelota?
6. Para que un cuerpo de 2 Kg aumente su rapidez desde 4 m/s hasta 72 Km/hr en un
lapso de 10 segundos, se requiere una fuerza neta de
RESPUESTAS
1. F = - 3000 N
2. vf = 2,5 m/s
3. vf = 10 m/s
4. v1 = 1,5 m/s,
v2 = 0,133 m/s
5. F = 170 N
6. 3.2N
¿Ya resolviste los ejercicios? Entonces, toma un breve descanso y luego
continúa con la evaluación.
Ahora, realiza la siguiente evaluación y envíanos tu respuesta con el desarrollo respectivo, en
DOCUMENTO DE WORD 97 - 2003. Recuerda que cada paso debe estar debidamente
justificado. Te adjunto la pauta de evaluación para que sepas cómo se calificará tu trabajo.
ACTIVIDAD DE EVALUACIÓN
Luego de responder tu evaluación debes enviarla al correo:
[email protected]
Tus trabajos serán recibidos hasta el 11 noviembre del 2011,14:00 hrs
Toda consulta debe realizarse en la Parroquia Italiana.
Av. Bustamante 180, (metro P. Bustamante) de 11:30 a 13:20 horas.
No se responderán consultas por internet
Un patinador de 80 kg de masa le aplica a otro de 50 kg de masa una fuerza de
25 kp durante 0,5 s, ¿qué velocidad de retroceso adquiere el primero y que
velocidad final toma el segundo?
Categoría
4
3
2
1
Razonamiento
del problema
El alumno resuelve
correctamente el
problema anotando
en primer lugar los
datos proporcionados
por el enunciado,
relacionando con la/s
expresión/es que
necesita utilizar y
aplicándolas
correctamente.
El alumno resuelve el
problema anotando en
primer lugar los datos
proporcionados por el
enunciado,
relacionando con la
expresión/expresiones
que necesita utilizar y
aplicándolas aunque
comete algún error.
El alumno no resuelve el
problema correctamente
pero anota los datos
proporcionados y
relaciona con la
expresión/expresiones a
utilizar.
El alumno
no
resuelve
el
problema.