MPULSO Y CANTLDAD DE MOVIMIENTO

Serie de Dinámica
MPULSO Y CANTLDAD DE MOVIMIENTO
1. iQué cantidad de movimiento lineal posee un
carro de ferrocarril de 75 ton, que viaja a 54 k d h ?
2. Determine la rapidez lineal que alcanzará un
cuerpo de 50 lb si, partiendo del reposo, sobre él actua
durante 10 seg una fuerza de 40 lb que forma con la horizontaI un ángulo de 30". El coeficiente de fricción
entre el cuerpo y la superficie horizontal es 0.2.
3. Una bola de billar, al ser golpeada por el taco,
adquiere una rapidez de 16 d s e g . Sabiendo que la bola
es de 150 gr y suponiendo que el golpe tuvo una duración de 11400 ses, calcule el impulso que recibió la
bola y la magnitud de la fuerza promedio que actuó
sobre ella.
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4. Un camión y su remolque, partiendo del reposo, tardan 50 seg en alcanzar los 60 km/h. Despreciando la resistencia de las ruedas al rodamiento, determine la tensión en e[ acoplamiento y la fuerza de tracción ejercida por el pavimento sobre el camión. Éste
pesa 10 ton; el remolque, 7.5 ton.
5. Lrn cuerpo de 20 lb se mueve sobre una superficie lisa con una velocidad v , = 3 fllseg hacia la
derecha. Si se le aplica una fuerza F de 4 lb cuya dirección forma un ángulo 8 = xt/lO (8 en rad, t en seg),
jcuál será su rapidez cuando t = 15 seg? Si antes de ese
tiempo el cuerpo se detuvo, diga cuándo.
6. Un cuerpo de 100 lb que está originalmente
en reposo, se somete a la acción de la fuerza Q cuya
magnitud varia según se muestra en la gráfica. Considerando iguales y de 0.4 los coeficientes de fiicción estática y cinetica entre el cuerpo y la superficie, determine
la máxima rapidez que alcanza el cuerpo y el tiempo
durante el cual se mueve.
7. El martillo de 500 kg de una piloteadora se
suelta desde el reposo, 1.5 m arriba de un pilote de 300
kg parcialmente hincado. Se observa que el martillo no
rhota al golpear el pilote. Determine la rapidez conjunta del martillo y el pilote inmediatamente después
del impacto.
..
h-a
8. Dos módulos de un cohete espacial viajan a
diez mil millas por hora cuando una expIosión interna
los separa. Después de la explosión, el módulo B incrementa su velocidad a 10 500 mi/h. iCuál será la rapidez
del módulo A? Las masas de A y B, en e! instante de la
separacibn, son 900 y 150 .shgs,respectivamente.
9. Una bola de billar A se mueve con una rapidez lineal de 70 c d s e g y golpea otra bola igual, B, en
reposo. Si, después del impacto, A tiene una velocidad
de 40 c d s e g en una dirección que forma un ángulo de
30" con su trayectoria original, calcule la magnitud y
dirección de la velocidad de B.
10. Cinco niños, de 80 lb cada uno, corren juntos desde un extremo de un carro plataforma que originalmente está en reposo y sin frenos, hasta alcanzar una
rapidez, relativa al carro, de 25 fi/seg. Determine la rapidez que adquiere el carro si su peso es de 60 kips.
I l . Un cuerpo de 3 kg se mueve sobre una superficie horizontal lisa por ¡a acción del resorte y de la
fuerza Q. El momentum angular del cuerpo en cualquier instante es H, = 5t, donde H, está en Nmm, si t
está en seg. Determine la magnitud de Q en ei instante
enque t = 6 seg, r = 0.2 m, 9 =60° y a =45O.
12. EI perigeo de la órbita de un satélite está a
500 km de altura sobre ¡a superficie de la tierra y su
apogeo a 60 300 km. Si la rapidez del satélite en el
perigeo es de 36 900 krn/h, jcuál será en el apogeo?
Considere que el radio de ia tierra es de 6370 km.
13. Un collar A que se encuentra sujeto mediante una cuerda al eje del mecanismo, tiene una rapidez
de 40 cdseg. Determine la rapidez que adquirirá al
llegar al tope B, si se corta la cuerda. Considere que el
brazo giratorio es liso y de masa despreciable.
14. El nlecanismo con las dos esferas de 2 kg
gira alrededor de un eje vertical con una rapidez anguiar constante de 12 rad/seg. Mediante un dispositivo
interior que no interfiere con ta libre rotación de Ias
esferas, se bajan los brazos; diga qué ángulo 9 deben
Bajarse para que la rapidez anbwlar del conjunto se duplique. Desprecie la masa de los brazos.
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Serie de Dinámica
IMPüLSO Y CANTIDAD DE MOVIMIENTO
Respuestas
Las respuestas de los problemas en unidades del sistema MXS se dan tanto en el
sistema absoluto (SI) como en el gravitacional.
1125 t o n ' d s e g = II4 700 k g ' m
v2 = 132 9 füseg
2.4 kg. miseg = 0.245 kg se&; F = 97.9 kg = 9GO N
'
T=255kg=2500N; F=595kg=5830N
v = 17.50 füseg (+) ; t
ViniX=
=
10.47 seg
12.88 füseg ; At = 6 seg
v2 = 3.39 d s e g
V,Q = 9920
mi/h
V R=
~ 40.6 c d s e g
; 9 = 330.5'
V C ~0.1656
=
Wseg
Q = 2.94 kg = 28.9 N
v.\ = 3800 k d h
v2 = 8 cmiseg
3 = 45O