IMPULSO Y CANTIDAD DE MOVIMIENTO PREGUNTAS PREGUNTAS CONCEPTUALES
1.
Dos objetos tienen iguales energías cinéticas. ¿De qué modo se comparan las magnitudes de sus cantidades de movimiento? a) P1 < P2, b) P1 = P2, c) P1 P2, d) no !a" su#iciente in#ormaci$n para in#ormar.
D). Dos objetos idénticos !" # !$) %&e 'i(j(n con ( !is!( *(+ide, '" # '$) tienen (s !is!(s ene*-(s cinétic(s / (s !is!(s !(-nit&des de c(ntid(d de !o'i!iento. Sin e!b(*-o0 t(!bién es +osibe0 +(*( co!bin(ciones +(*tic&(*es de !(s(s / 'eocid(des0 s(tis1(ce* 2" # 2$ +e*o no P" # P$. Po* eje!+o0 &n objeto de " 3- %&e se !&e'e ( $ !4s tiene ( !is!( ene*-( cinétic( %&e &n objeto de 5 3- %&e se !&e'e ( " !4s0 +e*o es c(*o %&e os dos no tienen (s !is!(s c(ntid(des de !o'i!iento. Y( Y( %&e no se tiene in1o*!(ci6n (ce*c( de !(s(s / !(-nit&des de 'eocid(d0 no se +&ede ee-i* ent*e ()0 b) o c) %. &u pro#esor de educaci$n #ísica le lan'a una pelota de beisbol con cierta rapide' " usted la atrapa. ( continuaci$n continuaci$n el pro#esor le lan'a una pelota grande " pesada usada para gimnasia cu"a masa es die' veces la masa de la pelota de beisbol. sted tiene las siguientes opciones* la pelota grande " pesada se le puede lan'ar con a) la misma rapide' que la pelota de beisbol, b) la misma cantidad de movimiento o c) la misma energía cinética. +lasi#ique estas opciones de la ms #cil a la ms di#ícil de atrapar.
b)0 c)0 (). Mient*(s !7s ento 'i(je ( bo(0 !7s 17ci se*7 de (t*(+(*. Si ( c(ntid(d de !o'i!iento de ( +eot( -*(nde / +es(d( es ( !is!( %&e ( c(ntid(d de !o'i!iento de ( +eot( de beisbo0 ( *(+ide, de ( +eot( +(*( -i!n(si( debe se* "4"8 ( *(+ide, de ( +eot( de beisbo +o*%&e ( +eot( -*(nde / +es(d( tiene "8 'eces ( !(s(. Si (s ene*-(s cinétic(s son (s !is!(s0 ( *(+ide, de ( +eot( +(*( -i!n(si( debe se* "49 ( *(+ide, de ( +eot( de beisbo debido ( te*!ino de *(+ide, ( c&(d*(do en ( ec&(ci6n +(*( 2. L( +eot( +(*( -i!n(si( es !7s di1ci de (t*(+(* c&(ndo tiene ( !is!( *(+ide, %&e ( +eot( de beisbo. -. Dos objetos estn en reposo sobre una super#icie sin #ricci$n. l objeto / tiene una masa ma"or que el objeto %. 0) +uando se aplica una #uer'a constante al objeto /, acelera a través de una distancia d en una línea recta. &e retira la #uer'a del objeto / " se aplica al objeto %. n el momento cuando el objeto % aceler$ a través de la misma distancia d, ¿qué enunciados son verdaderos? a) P1 < P2, b) P1 = P2, c) P1 P2, d ) 11 < 12, e) 11 = 12, # ) 11 12. 00) +uando se aplica una #uer'a al objeto /, éste acelera durante un intervalo de tiempo 2t. &e retira la #uer'a del objeto / " se aplica al objeto %. De la misma lista de opciones, ¿cules enunciados son verdaderos después de que el objeto % acelera durante el mismo intervalo de tiempo 2t?
I)0 c)0 e). E objeto $ tiene &n( !(/o* (cee*(ci6n debido ( s& !(s( !7s +e%&e:(. Po* o t(nto0 *eco**e ( dist(nci( d en &n inte*'(o de tie!+o !7s b*e'e. A&n c&(ndo ( 1&e*,( %&e se (+ic( ( os objetos " / $ es ( !is!(0 e c(!bio en c(ntid(d de !o'i!iento es !eno* +(*( e objeto $ +o*%&e ;t es !eno*. E t*(b(jo < # =.d =.d in'e*tido en (!bos (!bo s objetos es e !is!o +o*%&e t(nto = co!o d son os !is!os en os dos c(sos. En consec&enci(0 2" # 2$. II)0 b)0 d). E !is!o i!+&so se (+ic( ( (!bos objetos0 de !odo %&e e>+e*i!ent(n e !is!o c(!bio en c(ntid(d de !o'i!iento. E objeto $ tiene &n( !(/o* (cee*(ci6n debido ( s& !(s( !7s +e%&e:(. Debido ( eso0 ( dist(nci( %&e c&b*e e objeto $ en e
inte*'(o de tie!+o es !(/o* %&e ( de objeto ". Co!o *es&t(do0 sob*e e objeto $ se cons&!e !7s t*(b(jo / 2$ ? 2". 3. +lasi#ique el tablero, el cintur$n de seguridad " la bolsa de aire de un autom$vil en términos de a) el impulso " b) la #uer'a promedio que cada uno entrega a un pasajero en el asiento delantero durante una colisi$n, de ma"or a menor.
() Los t*es son i-&(es. Y( %&e e +(s(je*o 1&e e'(do desde ( *(+ide, inici( de (&to!6'i ( &n (to tot(0 e c(!bio en c(ntid(d de !o'i!iento i-&( ( i!+&so) es e !is!o sin i!+o*t(* %&e deten-( ( +(s(je*o. b) T(be*o0 cint&*6n de se-&*id(d0 bos( de (i*e. E t(be*o detiene ( +(s(je*o !&/ *7+id(!ente en &n( coisi6n 1*ont(0 o %&e *es&t( en &n( 1&e*,( !&/ -*(nde. E cint&*6n de se-&*id(d to!( &n +oco !7s de tie!+o0 (s %&e ( 1&e*,( es !7s +e%&e:(. Us(d( j&nto con e cint&*6n de se-&*id(d0 ( bos( de (i*e +&ede e>tende* (@n !7s e tie!+o de 1*en(do de +(s(je*o0 en es+eci( +(*( s& c(be,(0 %&e de ot*o !odo cicote(*( (ci( (de(nte. 4. n una colisi$n unidimensional per#ectamente inelstica entre dos objetos en movimiento, ¿qué condici$n 5nica es necesaria de modo que la energía cinética #inal del sistema sea cero después de la colisi$n? a) 6os objetos deben tener cantidades de movimiento con la misma magnitud pero direcciones opuestas. b) 6os objetos deben tener la misma masa. c) 6os objetos deben tener la misma velocidad. d) 6os objetos deben tener la misma rapide', con vectores velocidad en direcciones opuestas.
(). Si tod( ( ene*-( cinétic( inici( se t*(ns1o*!( o t*(nsBe*e de siste!(0 n(d( se !&e'e des+&és de ( coisi6n. En consec&enci(0 ( c(ntid(d de !o'i!iento Bn( de siste!( neces(*i(!ente es ce*o / ( c(ntid(d de !o'i!iento inici( de siste!( +o* o t(nto debe se* ce*o. A&n%&e b) / d) (s condiciones j&nt(s se*(n s&Bcientes0 nin-&n( de e(s so( o (ce. 1. El arquero: Considere la situación propuesta al principio de esta sección. Un arquero de 60 kg está de pie en reposo sobre hielo sin fricción dispara una !echa de 0."0 kg hori#ontal$ente a "0 $%s &'er (gura). *Con qu+ ,elocidad el arquero se $ue,e sobre el hielo despu+s de disparar la !echa-
I!(-ine %&e ( ec( se dis+(*( de &n( 1o*!( / e (*%&e*o *et*ocede en ( di*ecci6n o+&est(. L( c(ntid(d de !o'i!iento o*i,ont( tot( de siste!( (ntes de dis+(*(* ( ec( es ce*o0 +o*%&e n(d( en e siste!( se !&e'e. Debido ( esto0 ( c(ntid(d de !o'i!iento o*i,ont( tot( de siste!( des+&és de dis+(*(* ( ec( t(!bién debe se* ce*o. Se ei-e ( di*ecci6n de dis+(*o de ( ec( co!o ( di*ecci6n > +ositi'(. A identiBc(* ( (*%&e*o co!o ( +(*tc&( " / ( ec( co!o ( +(*tc&( $0 se tiene
2. li, iador de estr+s para e/ecuti,os: En la (gura se $uestra un ingenioso dispositi,o que eplica la conser,ación de la cantidad de $o,i$iento la energa cin+tica. Consiste de cinco bolas duras id+nticas sostenidas por cuerdas de iguales longitudes. Cuando la bola 1 se retira se libera despu+s de la colisión casi elástica entre ella la bola 2 la bola 1 se detiene la bola " se $ue,e hacia afuera co$o se $uestra en la (gura &b). 3i las bolas 1 2 se retiran liberan se detienen despu+s de la colisión las bolas 4 " se balancean hacia afuera as por el estilo. *lguna ,e# es posible que cuando la bola 1 se libere se detenga despu+s de la colisión las bolas 4 " se balanceen en el lado opuesto ,ia/en con la $itad de la rapide# de la bola 1 co$o en la (gura &c)-
4. El p+ndulo balstico: El p+ndulo balstico &'er (gura) es un aparato que se usa para $edir la rapide# de un proectil que se $ue,e rápida$ente co$o una bala. Un proectil de $asa $ 1 se dispara hacia un gran bloque de $adera de $asa $2 suspendido de unos ala$bres ligeros. El proectil se incrusta en el bloque todo el siste$a se balancea hasta una altura h. *Có$o se deter$ina la rapide# del proectil a partir de una $edición de h-
