IMPULSO Y CANTIDAD DE MOVIMIENTO

IDEAS FUNDAMENTALES

ACTIVIDADES

A continuación encontraras una serie de problemas resueltos, analízalos para que puedas afianzar los temas en estudio

1. Un patinador de 80 kg de masa le aplica a otro de 50 kg de masa una fuerza de 25 kgf durante 0,5 s, ¿qué velocidad de retroceso adquiere el primero y que velocidad final toma el segundo?  

Desarrollo

Datos:
m₁ = 80 kg,     m₂ = 50 kg
F = 25 kgf = 25 kgf.9,8.665 N/1 kgf = 245,17 N
t = 0,5 s
Según la definición de impulso:
I = F.t
I = 245,17 N.0,5 s
I = 122,58 kg.m/s
El impulso en el momento del choque es el mismo para ambos cuerpos y el impulso también es igual a la cantidad de movimiento.
I = m₁.v₁
I/m₁ = v₁
v₁ = (122,58 kg.m/s)/80 kg
v₁ = 1,53 m/s
I = m₂.v₂
I/m₂ = v₂
v₂ = (122,58 kg.m/s)/50 kg
v₂ = 2,45 m/s

2.  Mediante un palo de golf se aplica a una pelota una fuerza de 242,2 N y adquiere una velocidad de 95 m/s. Si la masa de la pelota es de 0,05 kg, ¿durante cuánto tiempo actuó el palo sobre la pelota?  
Desarrollo
Datos:

m₁ = 0,05 kg
v₁ = 95 m/s
F = 242,2 N
Según la definición de impulso:
I = F.t = m.v
F.t = m₁.v₁
t = m₁.v₁/F
t = 0,05 kg.(95 m/s)/242,2 N
t = 0,0196 s

3.  Una pelota de futbol de 850 g de masa adquiere una velocidad de 40 m/s mediante un puntapié de 0,2 s de duración, ¿qué fuerza recibió la pelota? 

Desarrollo

Datos:
m₁ = 850 g = 0,85 kg
v₁ = 40 m/s
t = 0,2 s
Según la definición de impulso y de la cantidad de movimiento:
F.t = m₁.v₁
F = m₁.v₁/t
F = 0,85 kg.(40 m/s)/0,2 s
F = 170 N

4.  Una pelota de béisbol de 0,15 kg de masa se está moviendo con una velocidad de 40 m/s cuando es golpeada por un bate que invierte su dirección adquiriendo una velocidad de 60 m/s, ¿qué fuerza promedio ejerció el bate sobre la pelota si estuvo en contacto con ella 5 ms? 
Desarrollo
Datos:
m = 0,15 kg

v_i = 40 m/s
v_f = - 60 m/s (el signo es negativo ya que cambia el sentido)
t = 5 ms = 0,005 s
Δp = I
p_f - p_i = I
m.v_f - m.v_i = F.t
F = m.(v_f - v_i)/t
F = 0,15 kg.(- 60 m/s - 40 m/s)/0,005 s
F = 0,15 kg.(- 100 m/s)/0,005 s
F = - 3000 N

5. Un taco golpea a una bola de billar ejerciendo una fuerza promedio de 50 N durante un tiempo de 0,01 s, si la bola tiene una masa de 0,2 kg, ¿qué velocidad adquirió la bola luego del impacto?  

Desarrollo

Datos:
m = 0,2 kg
F = 50 N
t = 0,01 s
v_i = 0 m/s
Δp = I
p_f - p_i = I
m.v_f - m.v_i = F.t
m.(v_f - v_i) = F.t
v_f - v_i = F.t/m
v_f = F.t/m
v_f = 50 N.0,01 s/0,2 kg
v_f = 2,5 m/s

Nota: Consulta más ejercicios en la siguiente dirección: 

http://olaurens.jimdo.com/teorias/decimo/impulso-y-cantidad-de-movimiento/