TALLER # 6 FÍSICA I GRUPOS 01, 02 Y 03 PROFESOR: CARLOS EDUARDO CASTAÑO LONDOÑO IMPULSO, MOMENTUM Y COLISIONES El objetivo de los siguientes problemas es aplicar adecuadamente la teoría de sistemas de partículas. 1. ¿Qué principio físico viola Superman cuando detiene instantáneamente, sin moverse, a Luisa Lane que va en caída libre? 2. Se disparan proyectiles contra un bloque de madera. En qué caso es mayor la fuerza promedio sobre el bloque: a) Si los proyectiles se incrustan b) Si los proyectiles rebotan Argumente su respuesta con la teoría involucrada. 3. Dos jóvenes se lanzan simultáneamente desde una balsa que estaba inicialmente en reposo. Los módulos de sus velocidades respectivas son iguales y sus masas son m1 = 60 kg y m2 = 70 kg. Si m1 se lanza en una dirección que forma 30° con la dirección este y m2 se lanza hacia el sur, ¿en qué dirección se moverá la balsa?. Explique claramente las ideas físicas utilizadas. 4. Un péndulo de longitud L y masa m se suelta desde el reposo cuando la cuerda forma un ángulo θ0 con la dirección vertical. Al llegar al punto más bajo de la trayectoria choca elásticamente con un bloque también de masa m que desliza a continuación por la superficie rugosa hasta detenerse. a) Calcular la velocidad de la esfera cuando está a punto de chocar con el bloque en la posición b. Argumente. b) Calcular las velocidades con las que quedan la esfera y el bloque a la salida del choque. Explique claramente las ideas y los principios físicos que utiliza para estudiar el choque. UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA SEDE MEDELLÍN 2008 TALLER # 6 FÍSICA I GRUPOS 01, 02 Y 03 PROFESOR: CARLOS EDUARDO CASTAÑO LONDOÑO c) Si µ es el coeficiente dinámico de fricción entre el bloque y la superficie, calcular la distancia que recorre el bloque hasta detenerse. 5. En una esquina de una mesa horizontal lisa, los bordes elevados forman ángulo recto. Una bola se aproxima a la esquina con velocidad v como se muestra y choca sucesivamente con ambos bordes. Suponiendo que los bordes son lisos y que el coeficiente de restitución es e, muestre que la velocidad final es paralela a la velocidad de ingreso y su magnitud es ev. PROBLEMAS RETO (Problemas cuyo objetivo es generar un estímulo y un desafío para quien los afronta.) Es necesario aclarar, que estos problemas no necesariamente son más difíciles que los anteriores, únicamente tienen algunas consideraciones adicionales. Por lo tanto, hacen parte integral del estudio de la física y constituyen un mecanismo de apoyo para la evaluación de la materia. UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA SEDE MEDELLÍN 2008 TALLER # 6 FÍSICA I GRUPOS 01, 02 Y 03 PROFESOR: CARLOS EDUARDO CASTAÑO LONDOÑO UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA SEDE MEDELLÍN 2008 TALLER # 6 FÍSICA I GRUPOS 01, 02 Y 03 PROFESOR: CARLOS EDUARDO CASTAÑO LONDOÑO UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA SEDE MEDELLÍN 2008 TALLER # 6 FÍSICA I GRUPOS 01, 02 Y 03 PROFESOR: CARLOS EDUARDO CASTAÑO LONDOÑO 13. Dos plataformas A y B, cada una de masa M, están en reposo sobre rieles lisos. Sobre A está un muchacho de masa m, inicialmente en reposo. Empieza a correr por la plataforma A y salta horizontalmente con velocidad relativa a ella de magnitud v0. Cae a la plataforma B, corre sobre ella en la misma dirección y salta de nuevo con velocidad relativa v0. Hallar las velocidades finales de A y B. ¿Habrá colisión entre ellas? 14. Una locomotora de masa M se mueve en línea recta con una velocidad V y se acopla automáticamente a una plataforma de masa M1 que lleva una carga de masa M2. La carga no está fija a la plataforma y puede desplazarse sobre ella con fricción. Sabiendo que inicialmente la plataforma está en reposo, que los frenos no están aplicados y que el acoplamiento es instantáneo, determinar la velocidad de la locomotora: a. Inmediatamente después del acoplamiento. b. Después de que la carga se ha desplazado hasta detenerse con respecto a la plataforma. c. Calcule los cambios en la energía cinética del sistema durante el proceso. Explique físicamente estos cambios. UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA SEDE MEDELLÍN 2008