TRABAJO Y ENERGÍA - Universidad Nacional de Colombia

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.
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SEDE MEDELLÍN
2008
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FÍSICA I GRUPOS 01, 02 Y 03
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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.
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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.
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2008