By_TheOZo
CANTIDAD DE MOVIMIENTO
Cantidad De Movimiento 1. ¿Qué tiene mayor cantidad de movimiento, un pesado camión parado o una patineta en movimiento? La patineta en movimiento, por que el camión no se mueve.
Impulso 2. ¿En qué se diferencian impulso y fuerza? La fuerza es la magnitud que se aplica para mover a un objeto el impuso es la fuerza que se aplica a un cuerpo para que comience su movimiento, es decir, el producto de la fuerza por el tiempo. 3. ¿Cuáles son las dos formas de aumentar el impulso? 1. Incrementando la fuerza o 2. Incrementando el tiempo de contacto. 4. Para la misma fuerza, ¿Por qué un cañón largo imprime mayor rapidez a una bala que un cañón corto? Porque la bala que se encuentra en el cañón largo tiene mucho mas tiempo de contacto que la del cañón corto.
El Impulso Cambia La Cantidad De Movimiento 5. ¿Tiene algo que ver la relación entre impulso y cantidad de movimiento con la segunda ley de Newton? Cuanto mayor sea el impulso que se ejerce sobre algo, mayor será el cambio en la cantidad de movimiento. 6. Para imprimir la máxima cantidad de movimiento a un objeto, ¿deberías ejercer la máxima fuerza posible, prolongar esa fuerza hasta donde puedas, o ambas cuestiones? Explica por qué.
By_TheOZo
By_TheOZo Ambas cuestiones porque lo que queremos obtener es darle la máxima cantidad de movimiento al objeto ya que para obtener la mayor cantidad de movimiento se tendrá que obtener primero el mayor impulso. 7. Cuando estás en el camino de un objeto en movimiento y tu destino es sufrir una fuerza de impacto, ¿es mejor que disminuyas la cantidad de movimiento de ese objeto, durante corto tiempo o largo tiempo? Explica por qué. Durante un largo tiempo, así ampliamos el tiempo en el que la cantidad de movimiento llega a cero. 8. ¿Por qué se considera extender tu mano hacia adelante cuando te preparas para cachar una bola rápida de béisbol a mano limpia? Para obtener más tiempo de contacto con la bola y ampliar el tiempo en el que su cantidad de movimiento se cero. 9. ¿Por qué no sería buena idea recargar el dorso de tu mano en la barda del jardín del parque béisbol para atrapar un batazo muy largo? Porque la fuerza con la viene la pelota haría retroceder la mano ocasionando dolor además de el dolor producido por la barda contra el dorso de la mano. 10. En el karate, ¿Por qué es mejor la fuerza que se aplica durante un corto tiempo? Porque en un menor tiempo se obtendrá mayor fuerza. 11. En el boxeo, ¿Por qué es mejor girar con el golpe? Porque ampliamos el tiempo de coontacto y reducimos la fuerza con que nos llega el golpe.
Rebote 12. ¿Qué sufre el cambio mayor en la cantidad de movimiento: 1. Una bola de beisbol al ser atrapada, 2. Una bola de beisbol que es lanzada, 3. Una bola de beisbol que es atrapada y a continuación lanzada de regreso, si en todos los casos las bolas tiene n la misma rapidez justo antes de ser atrapadas en inmediatamente después de ser lanzadas? Una bola de beisbol que es atrapada y a continuación lanzada de regreso. 13. En la pregunta anterior, ¿en qué caso se requiere el mayor impulso? Cuando la bola de beisbol que es atrapada y a continuación lanzada de regreso.
By_TheOZo
By_TheOZo
Conservación De La Cantidad De Movimiento 14. ¿Puedes producir un impulso neto en un automóvil si te siento dentro de él y empujas hacia adelante el tablero de instrumentos? ¿Pueden las fuerzas internas en un balón de futbol producir un impulso que cambie la cantidad de movimiento del balón? No para generar un cambio en la cantidad de movimiento debemos aplicarle un impulso o una fuerza externa que cambie o comience el movimiento de los cuerpos. 15. ¿Es correcto decir que si no se ejerce impulso neto sobre un sistema, entonces no habrá cambio alguno de la cantidad de movimiento del sistema? Si porque si no hay un impulso neto no habrá cambio en la cantidad de movimiento. 16. ¿Qué significa decir que la cantidad de movimiento (o cualquier otra cantidad) se conserva? Significa que no actúan fuerzas externas sobre un sistema. 17. Cuando se dispara una bala se conserva la cantidad de movimiento para el sistema bala-cañón. ¿Se conservaría la cantidad de movimiento del sistema, si la cantidad de movimiento no fuera una cantidad vectorial? Explica. No, si la cantidad fuera una magnitud escalar no se anularían la fuerza con la que es impulsada la bala y la fuerza con la que retrocede el cañón.
Choques 18. Describe la diferencia entre choque elástico y choque inelástico, ¿en cuál clase de choque se conserva la cantidad de movimiento? En un choque elástico los cuerpos rebotan sin tener deformaci ón aparente y sin generar calor, en un choque inelástico se genera calor, deformación permanente o ambas. 19. El carro de ferrocarril A rueda con determinada rapidez, y tiene un choque perfectamente elástico con el carro B, de la misma masa. Después del choque se observa que el carro A queda en reposo ¿Cómo se compara la rapidez del carro B con la rapidez inicial del carro A? La velocidad del carro es B es la misma con la que inicio el carro A.
By_TheOZo
By_TheOZo 20. Si los carros de igual masa de la pregunta anterior quedan pegados después de chocar inelásticamente, ¿Cómo se compara su rapidez después del choque con la rapidez inicial del carro A? La rapidez del choque se reduce a la mitad porque tiene que mover el doble de masa.
Choques Mas Complicados 21. Supón que una bola de mastique (masilla) rueda horizontalmente, que su cantidad de movimiento es 1kg.m/s y choca y que se pega a otra bola idéntica que se mueve verticalmente con una cantidad de movimiento de 1kg.m/s ¿Por qué su cantidad de movimiento combinada no es simplemente la suma aritmética es decir 2kg.m/s? Porque la diagonal de un cuadrado no es igual a la suma aritmética sino es 21/2 por la cantidad de movimiento de uno de los vehículos. 22. En la pregunta anterior, ¿Cuál es la cantidad total de movimiento de las bolas de mastique antes y después del choque? La cantidad de movimiento siempre sera invariable, no importa lo complicado que sea un choque.
EJERCICIOS IMPARES 1. Para detener un súper tanque petrolero, se suelen apagar sus motores más o menos a 25 km del puerto ¿Por qué es tan difícil detener o virar un súper tanque? Por que tiene una gran cantidad de masa, si se apagaría los motores cerca del muelle, el súper tanque impactaría.
2. En términos de impulso y de cantidad de movimiento, ¿Por qué las bolsas de aire de los automóviles reducen las probabilidades de lesiones en los accidentes? Por que las bolas de aire producen una mayor área de contacto disminuyendo la cantidad de movimiento.
3. En términos de impulso y de cantidad de movimiento, ¿Por qué los escaladores prefieren las cuerdas de nylon que se estiran bastante bajo tensión?
By_TheOZo
By_TheOZo Por que las cuerdas de nylon se estiran y reduces de esa manera la cantidad de movimiento en algún accidente.
4. Cuando se salta desde una altura considerable, ¿Por qué es conveniente caer con las rodillas flexionadas? Para tener un tiempo mayor de contacto y reducir de esa forma la cantidad de movimiento con la que llegamos al suelo, de esa forma nos evitamos cualquier tipo de accidentes.
5. Cuando en el beisbol se atrapa un foul, ¿Por qué es importante extender los brazos a mano limpia hacia arriba de manera que las manos se puedan mover hacia abajo al atrapar la pelota? Para aumentar el tiempo de contacto con la pelota, logrando así que la cantidad de movimiento se reduzca mucho más.
6. En términos de impulso y de cantidad de movimiento, ¿Por qué es importante que las aspas de un helicóptero desvíen el aire hacia abajo? Para que aumente el tiempo de reacción del aire, produciendo un gran impulso y aumentado la cantidad de movimiento.
7. En general, es mucho más difícil detener un camión pesado que una patineta, cuando se mueven con la misma rapidez. Describe un caso en el que la patineta pueda necesitar más fuerza de frenado (considera tiempos relativos) Cuando se encuentra en una pendiente, la patineta adquirirá más y más fuerza a medida que se desplace y obtendrá una gran cantidad de movimiento, de esa manera se necesitara una mayor cantidad de fuerza para el frenado
8. ¿Por qué es difícil para un bombero sujetar una manguera que lanza grandes chorros de agua con alta rapidez? Por que el impulso total del agua al salir es muy grande, empujando al bombero hacia atrás.
9. ¿Por qué los impulsos que ejercen los objetos que chocan entre sí son iguales y opuestos?
By_TheOZo
By_TheOZo Por que la cantidad de movimiento cumple con la ley de conservación.
10. Cuando una manzana cae de un árbol y golpea al piso sin rebotar, ¿Qué destino tuvo su cantidad de movimiento? Lo que sucede con la cantidad de movimiento es que choca con el suelo de una forma inelástica, siendo así que pierde la cantidad de movimiento con la que contaba.
11. ¿Por qué se golpea más fuerte con guantes de boxeo de 6 onzas que con guantes de 16 onzas? Los guantes de 6 onzas son mas livianos, es por eso que cuando se golpea se reduce el tiempo del impacto, aumentando la fuerza con la que el boxeador golpea
12. Los ganchos de ferrocarril de enganchan con holgura para que haya una demora apreciable desde que la locomotora mueve el primero hasta que mueve el último. Describe la ventaja de este enganche holgado y la flojedad entre los carros, desde el punto de vista del impulso y de cantidad de movimiento. Es holgado, para que los ferrocarriles comiencen todos con impulsos pequeños, al producirse un mayor tiempo de contacto abra un menor impulso, si todos los vagones comenzarían su movimiento con el mismo impulso, un vagón que se encuentra detrás y con mayor masa chocaría a los vagones que se encuentran delante de el.
13. Estas en la proa de una canoa que flota cerca del muelle. Saltas, esperando que caerás fácilmente en el puente, pero en lugar de ello caes al agua. Explica por qué. Cuando saltas desde la canoa el impulso que logras obtener no es el suficiente para llegar al muelle, al haber solo un pequeño intervalo de tiempo para obtener el impulso.
14. Una persona totalmente vestida está en reposo en la mitad de un estanque, sobre hielo perfectamente sin fricción, y debe llegar a la orilla. ¿Cómo lo podría hacer? Ya que la que la superficie no tiene fricción la labor de llegar a la orilla será mucho mas sencilla con un pequeño impulso puede llegar asta la orilla, el impulso no nece sitara de mucha fuerza, la cantidad de movimiento se conservara durante todo el recorrido.
By_TheOZo
By_TheOZo 15. Se pueden explicar los dos ejemplos de los ejercicios anteriores en términos de conservación de la cantidad de movimiento y en términos de la tercera Ley de Newton. Supongamos que los hayas contestado en términos de la conservación de la cantidad de movimiento, contéstalos en términos de la tercera ley de Newton (o al revés, si los contestaste en términos de la tercera ley de Newton). La persona llegara a la orilla del estanque con una fuerza inicial, ya que para cada acción ay una reacción, la reacción será la suficiente para llegar a la orilla ya que no existe fricción.
16. Explica cómo la conversión de la cantidad de movimiento es una consecuencia de la tercera ley de Newton. La tercera ley de newton nos explica que para cada acción ay una reacción, si uno comienza con un impulso (acción) se producirá movimiento (reacción)en dirección del impulso.
17. Tu amigo dice que se infringe la ley de conservación de la cantidad de movimiento cuando una pelota rueda cuesta abajo y gana cantidad de movimiento. ¿Qué le contestas? Que esta equivocado, ya que en el sistema no actúa ninguna fuerza externa, el sistema estará cumpliendo con la ley de conservación de la cantidad de movimiento.
18. ¿Qué se entiende por un sistema y cómo se relaciona con la conservación de la cantidad de movimiento? En un sistema solamente se consideran las fuerzas internas, las que son propias del modelo con el que se trabaja, para que haya conservación de la cantidad de movimiento, en el sistema no deben intervenir fuerzas externas, así que concluimos que un sistema nos muestra la conservación de la cantidad de movimiento.
19. La cantidad de movimiento de una manzana que cae al suelo no se conserva porque la fuerza externa de la gravedad actúa sobre ella. Pero la cantidad de movimiento se conserva en un sistema más grande. Explica por qué. Si el sistema es mas grande se considera a la gravedad como una fuerza interna.
20. Un automóvil se desbarranca y choca contra el fondo del cañón. Identifica el sistema en el que la cantidad de movimiento neta sea cero durante el choque.
By_TheOZo
By_TheOZo Un sistema en el que no se considere a la gravedad y que cumpla con la ley de conservación de la cantidad de movimiento, esa es una manera de que la cantidad de movimiento final sea cero.
21. Un velero sobre el hielo se queda inmóvil sobre el lago congelado, en un día sin viento. El tripulante prepara un ventilador como se ve en la imagen. Si todo el aire rebota en la vela y va hacia atrás, ¿se pondrá en movimiento el velero? En caso afirmativo ¿en qué dirección? Si, el velero se moverá hacia adelante.
22. Señala la ventaja de simplemente quitar la vela en los ejercicios anteriores. Cuando el velero comienza a moverse con la ayuda del ventilador, ya no se aplica la ley de conservación de la cantidad de movimiento, si se quitaría el velero y solo estaría el ventilador, la ley de conservación de la cantidad de movimiento se podría aplicar en el móvil.
23. Conforme lanzas una pelota hacia arriba, ¿hay un cambio en la fuerza normal sobre tus pies? ¿Hay algún cambio cuando atrapas la pelota? (piensa hacer esto cuando estas de pie sobre una báscula) Si, cuando lances la pelota hacia arriba, el impulso con el que lo laces producirá un cambio en la normal de los pies con la báscula.
24. Si una pelota de tenis y una bola de bolos chocan en el aire, cada una experimenta la misma magnitud de cambio en la cantidad de movimiento. Sustenta tu respuesta. En el sistema interviene la gravedad que es una fuerza externa, y por consiguiente no se cumple la ley de conservación de la cantidad de movimiento.
25. ¿un choque de frente entre dos automóviles sería perjudicial para los ocupantes, si los vehículos se quedaran unidos o rebotaran por el impacto? Cuando un objeto impacta sobre otro y existe un rebote, la fuerza con la impacta es mayor, entonces en el caso que nos muestran seria mas perjudicial si el vehículo rebota.
26. Cuando un chorro de arena que cae verticalmente llega a una carretilla que se mueve horizontalmente. Esta desacelera. Ignorando la fricción entre la carretilla y la pista, describe By_TheOZo
By_TheOZo dos razones de esto, una en términos de la fuerza horizontal que actúe sobre la carretilla, y otra en términos de la cantidad de la conservación de la cantidad de movimiento. El chorro de arena caerá a la carretilla con una fuerza la cual será externa a al sistema de la carretilla logrando esta (carretilla) desacelerar.
27. Supón que hay tres astronautas fuera de una nave espacial, y que van a jugar a las atrapadas. Todos ellos pesan igual en la tierra y tienen las mismas fuerzas. El primero lanza al segundo hacia el tercero y comienza el juego. Describe el movimiento de los astronautas conforme avanza el juego. ¿Cuánto tiempo durara el juego? Como los astronautas pesan lo mismo y tienen la misma fuerza, y no hay fuerzas externas que intervengan en el sistema, teóricamente el juego seria infinito, pero el algún momento los astronautas se fatigaran y culminara el juego.
28. Con referencia la figura 6.9 ¿el impulso al impacto diferirá si la mano de Cassey rebotará al golpear los ladrillos? En cualquier caso, ¿Cómo se compara la fuerza ejercida sobre los ladrillos con la fuerza ejercida sobre la mano? Por la tercera ley de newton de las acciones y reacciones, ambas fuerzas serán iguales.
29. Un deuterón es una partícula de masa idéntica a la formada por un protón y un neutrón. Supón que se acelera hasta determinada rapidez, muy alta, en un ciclotrón y que se dirige hacia una cámara de observación, donde choca con una partícula que inicialmente estaba en reposo, y que se queda pegada en ella. Se observa que el conjunto se mueve exactamente con la mitad de la rapidez del deuterón incidente ¿Por qué los observadores dicen que también que la partícula que sirvió de blanco es un deuterón? Como la cantidad de movimiento es la masa multiplicada por la velocidad, y al aber un choque elástico, se observa que la cantidad de movimiento se reducirá a la mitad por que la masa aumenta al doble durante el choque.
30. Una bolla de billar se detiene cuando choca de frente contra una bola en reposo. Sin embargo la bola no puede detenerse por completo si el choque no es exactamente de frente; esto es, si la segunda bola se mueve formando un ángulo con la trayectoria de la primera. ¿sabes por qué? (sugerencia: ten en cuenta la cantidad de movimiento antes y después del choque, en la dirección inicial de la primera bola y también en la dirección perpendicular a la dirección inicial.)
By_TheOZo
By_TheOZo Las bolas de billar tienen la misma masa, esta es la razón principal de este fenómeno, la ley de conservación de la cantidad de movimiento se cumplirá.
By_TheOZo
