Escuela de Fisica - Universidad Central de Venezuela

Universidad Central de Venezuela
Facultad de Ciencias
Escuela de Física
Departamento de Física
Física I
Caracas, 11 de junio de 2005
Guía de problemas de Cantidad de Movimiento Lineal y choque
(Estos problemas son del Paul Tipler. Física I)
•
5 Determinar el centro de masas xcm de
las tres masas indica-das en la figura 8.46.
•
6 El hacha de piedra de la figura 8.47,
en donde se muestran sus dimensiones, está
formada por una piedra simétrica de 8 kg atada al
extremo de un palo homogéneo de 2,5 kg. ¿A qué
distancia del mango del hacha se encuentra su
centro de masas?
•
9 Una lámina uniforme de madera muy
fina (figura 8.49) tiene una masa de 20 kg. Determinar su centro
de masas.
• 46 Un ladrillo de 0,3 kg se deja caer desde una altura de 8 m. Choca contra el
suelo y queda en reposo.
(a) ¿Cuál es el impulso ejercido por el suelo sobre el ladrillo?
(b) Si desde que el ladrillo toca el suelo hasta que queda en reposo transcurren 0,0013 s,
¿cuál es la fuerza media ejercida por el suelo sobre el ladrillo?
• 62 Un cuerpo de 5 kg con una velocidad de 4,0 m/s choca frontalmente con otro
de 10 kg que se mueve hacia él con una velocidad de 3,0 m/s. Si el bloque de 10 kg queda
inmóvil después del choque,
(a) ¿cuál es la velocidad final del cuerpo de 5 kg?
(b) ¿Es elástico el choque?
• 63 Una bola de masa m se mueve con velocidad v hacia la derecha y choca
contra un bate mucho más pesado que se mueve hacia la izquierda con velocidad v.
Determinar la velocidad de la bola después del choque elástico con el bate.
Péndulos elásticos
• 72 Una bala de 16 g se dispara contra la lenteja de un péndulo balístico de
masa 1,5 kg. Cuando la lenteja está a su altura máxima, las cuerdas forman con la
vertical un ángulo de 60°. La longitud del péndulo es de 2,3 m. Determinar la velocidad
de la bala.
•
89 La figura 8.57 muestra el resultado de un choque entre dos objetos de
distinta masa.
(a) Calcular la velocidad v2, de la masa
mayor después del choque y el ángulo θ.
(b) De mostrar que este choque es elástico.
• 112 Una bola de acero de 1 kg y una cuerda de 2
m de masa despreciable forman un péndulo simple que puede
oscilar sin rozamiento alrededor del punto O, como muestra la
figura 8.59. Este péndulo se deja libre desde el reposo en una
posición horizontal y cuando la bola está en su punto más bajo
choca contra un bloque de 1 kg que descansa sobre una
plataforma rugosa. Suponiendo que el choque es perfectamente
elástico y que el coeficiente de rozamiento entre el bloque y la
plataforma es 0,1, determinar
(a) la velocidad del bloque justo después del impulso,
(b) la distancia recorrida por el bloque antes de detenerse.
• 114 Una bala de 15 g que viaja a 500
m/s choca contra un bloque de madera de 0,8 kg,
equilibrado sobre el borde de una mesa que se
encuentra a 0,8 m por encima del suelo (figura 8.61).
Si la bala se incrusta totalmente en el bloque,
determinar la distancia D a la cual choca el bloque
contra el suelo.
• 124 Un péndulo está formado por una lenteja
de 0,4 kg atada a una cuerda de longitud 1,6 m. Un bloque
de masa m descansa sobre una superficie horizontal sin
rozamiento (figura 8.65). El péndulo se deja libre desde el
reposo bajo un ángulo de 53° con la vertical y la lenteja
choca elásticamente contra el bloque. Después de la
colisión, el ángulo máximo del péndulo con la vertical es
5,73°. Determinar la masa m.
• 125 Inicialmente, la masa m = 1,0 kg y la
masa M están ambas en reposo sobre un plano inclinado
sin rozamiento (figura 8.66) La masa M se apoya en un
muelle de constante 11000 N/m. La distancia a lo largo
del plano entre m y M es de 4,0 m. La masa m se deja
libre, choca elásticamente con la masa M y rebota a una
distancia de 2,56 m sobre el plano inclinado. La masa M
se detiene momentáneamente a 4,0 cm de su posición
inicial.
Determinar la masa M.
JLM/jlm