Guia 5 Choques

FÍSICA I (FCA1)  – FÍSICA II (FIS2) DISCUSIÓN No. 5: MOMENTO LINEAL, IMPULSO Y CHOQUES 1. Un deslizador de 0.150 Kg se mueve a la derecha a 0.8 m/s en un riel de aire horizontal sin fricción, y choca de frente con un deslizador de 0.300 Kg que se mueve a la izquierda a 2.20 m/s. Calcule la velocidad final (magnitud y dirección) de cada deslizador si el choque es elástico. 2. Un disco de hockey de 0.45 Kg que viaja hacia el este con una rapidez de 4.2 m/s tiene una colisión frontal con otro disco de 0.9 Kg en reposo. Suponiendo una colisión perfectamente elástica, ¿cuál será la rapidez y dirección de cada disco después de la colisión? 3. Un auto de 1200 Kg que viaja inicialmente con una rapidez de 25 m/s hacia el este, choca con la parte trasera de una camioneta de 900 Kg que se mueve en la misma dirección a 20 m/s. La velocidad del auto justo después del choque es de 18 m/s en dirección este. a) ¿Cuál es la velocidad de la camioneta justo después del choque? b) ¿Cuánta energía mecánica se pierde en el choque?

4. Considere una pista sin fricción ABC como la que se muestra en la figura. Un bloque de masa m1 = 5 Kg se suelta desde A, y choca frontalmente y de manera elástica con un bloque de masa m2 = 10 Kg en B, que inicialmente se encuentra en reposo. Calcule la altura máxima a la cual m1 se elevará después del choque.

5. En una excesivamente grasosa barra de cafetería, prácticamente sin fricción, un baguette de 0.50 Kg que se mueve a 3 m/s a la izquierda choca con un emparedado de queso a la parrilla de 0.25 Kg que se mueve a 1.2 m/s a la derecha. a) Si los platillos se pegan, ¿qué velocidad final tienen? b) ¿Cuánta energía mecánica se disipa?

6. Una bola de acero de 3 Kg golpea una pared con rapidez de 10 m/s a un ángulo de 60° con la superficie. Luego rebota con la misma rapidez y ángulo, como se muestra en la figura. Si la bola está en contacto con la pared durante 0.2 s, ¿cuál es la fuerza promedio ejercida por la pared sobre la bola?

7. Un guepardo intercepta a una gacela en su carrera y la atrapa (un choque totalmente inelástico). Justo antes de este choque, la gacela corría hacia el norte a 20 m/s, y el guepardo corría en una ruta de intersección de 45° al este del norte a 22 m/s. La masa del guepardo es de 60 Kg, y la masa de la gacela es de 50 Kg. ¿Cuáles son la magnitud y dirección de los animales entrelazados en el instante después del choque? 8. Una bala de 5 g se dispara horizontalmente a un bloque de madera de 1.20 Kg que descansa en una superficie horizontal. El coeficiente fricción cinética entre el bloque y la superficie es de 0.20. La bala queda incrustada en el bloque, que se desliza 0.230 m por la superficie antes de detenerse. ¿Qué rapidez tenía inicialmente la bala? 9. Un automóvil vacío con masa de 1150 kg tiene su centro de masa a 2.5 m detrás del frente del automóvil. ¿Qué ten lejos del frente estará el centro de masa cuando dos personas van en el asiento delantero a 2.8 m al frente del auto y tres personas van en el asiento trasero a 3.9 m del frente?. Suponga que cada persona tiene una masa de 70 kg. 10. En un juego de softbol de lanzamientos lentos, una pelota de softbol de 0.2 kg cruza el plato a 15 m/s y aun ángulo de 45º debajo de la horizontal. La pelota fue golpeada a 40 m/s, 30º sobre la horizontal. a) Determine el impulso aplicado a la pelota, b) Si la fuerza sobre la pelota aumenta linealmente durante 4 ms, se mantiene constante durante 20 ms y luego disminuye hasta cero linealmente otros 4 ms, encuentre la fuerza máxima sobre la pelota. 11. Un patinador de hielo de 75 kg que se mueve a 10 m/s choca contra un patinador estacionado de igual masa. Después del choque los dos patinadores se mueven como uno solo a 5 m/s. La fuerza promedio que un patinador puede experimentar sin romperse un hueso es de 4500 N. Si el tiempo de impacto es de 0.1 s ¿se rompe algún hueso?