GUÍA MOMENTUM E IMPULSO

1.       El bloque mostrado en la figura de este ejercicio, se desplaza en movimiento rectilíneo. Bajo la acción de una fuerza resultante con valor de 5 N. La fuerza actúa desde el instante t₁ = 2 s, hasta el instante t₂ = 6 s.

a. ¿Cuál es el valor del impulso, I, producido por la fuerza sobre el bloque?

b. Trace en la figura el vector I.

c. Represente por un vector en la figura, la variación de la cantidad de movimiento Δp que ese impulso produjo en el bloque.

2. Suponga en el ejercicio anterior, que el valor de la cantidad de movimiento del objeto en el instante t₁ fuera p₁= 10 kg m/s.

a. Trace en la figura el vector p₁.

b. Recordando su respuesta a la pregunta (c) del ejercicio anterior, determine el valor de p₂.

c. Trace en la figura el vector p₂.

3.       Una partícula, de masa m = 200 gramos, describe una trayectoria rectilínea por la acción de una fuerza única, que permanece constante. Observemos que la partícula pasa de una velocidad inicial v₁ = 3 m/s, a una velocidad final v₂ = 8 m/s, durante un intervalo de tiempo       Δt = 4s.

a.       ¿cuáles son los valores de las cantidades de movimiento inicial p₁ y final p₂ de la partícula?

b.      ¿Qué valor tiene el impulso recibido por la misma?

c.       ¿Cuál es el valor de la fuerza que actúa sobre la partícula?

4.       Considere un cuerpo que se desplaza en movimiento rectilíneo uniforme.

a.       ¿El momentum de este cuerpo está cambiando? Explique.

b.      Tomando en cuenta la respuesta a la respuesta (a), ¿Qué concluye usted acerca del impulso que actúa en el cuerpo?

c.       Entonces, ¿Cuál en el valor de la resultante de las fuerzas aplicadas al cuerpo?

5.       Una partícula describe, con velocidad de magnitud constante (v₂ = v₁), la trayectoria curva indicada en la figura de este ejercicio.

a.       Trace en la figura los vectores p₁ y p₂ que representan las cantidades de movimiento de la partícula en las posiciones (1) y (2).

b.      ¿varía el momentum de la partícula? Explique.

c.      Tomando en cuenta la respuesta a la pregunta (b) ¿podemos concluir que existe un impulso que actúa sobre la partícula?

6.       Una bola de billar de 0,5 kg de masa, al moverse hacia la izquierda con una velocidad de 2 m/s, perpendicular a una banda de la mesa, choca con ella y se devuelve con una velocidad de igual magnitud y dirección pero con sentido contrario. Si se considera positivo el sentido hacia la derecha, calcular:

a.       El momentum de la bola antes del choque.

b.      El momentum de la bola después del choque.

c.       La variación de momentum de la bola.

d.      El impulso recibido por la bola. 

7.       Un astronauta, que lleva en sus manos un objeto pequeño, se encuentra en reposo en una región del espacio donde ningún cuerpo actúa sobre él. Si arroja el objeto con un impulso de 12 N s, calcular:

a.       El momentum inicial del sistema.

b.      El momentum del sistema, luego de lanzarse el objeto.

c.       El momentum final del astronauta.

d.      El momentum final de objeto. 

8.       Una persona de 60 kg de masa se encuentra en reposo sobre una superficie sin roce, tiene en las manos una caja de 5 kg. Si lanza la caja horizontalmente la persona adquiere una velocidad en sentido contrario de 0,5 m/s. Calcular el módulo de la velocidad con que fue lanzada la caja.

9.       Un carrito de 1 Kg que se mueve a 5 m/s, choca con otro carrito de 2Kg que se encuentra en reposo. ¿Cuál será la velocidad con la que sale el carrito de 2 Kg si el otro queda en reposo? 

10.       Si en el problema anterior los carritos después del choque continuaran unidos, ¿cuál sería la velocidad del conjunto?

11.       Sobre una mesa sin fricción, cuando un cuerpo de 3 kg que se mueve a 4 m/s hacia la derecha choca con otro cuerpo de 8 kg que se mueve a 1,5 m/s hacia la izquierda. El choque de los cuerpos es completamente inelástico.

a.       Calcular la magnitud del momentum lineal del sistema antes del choque, en kg · m/s.

b.      Calcular la rapidez de los cuerpos después del choque en m/s.

12.       Una esfera de 6 Kg viaja a 10 m/s y choca con otra de 4 Kg inicialmente en reposo, como indica la figura:

a.       Calcule el momentum inicial del sistema.

b.      Calcule la rapidez de la esfera de 4 Kg después del choque.

c.       Calcule el módulo del impulso que recibió la esfera de 6 Kg.