Page 211 - Física Tippens: Conceptos y Aplicaciones, Séptima Edición Revisada

Problemas

Sección 9.1 Impulso y cantidad de movimiento les son las componentes horizontal y vertical de la
fuerza media sobre la pelota? (Sugerencia: Calcule
9.1. Una llave de tuercas de 0.5 kg cae desde una altura en forma independiente el impulso y la cantidad de
de 10 m. ¿Cuál es su cantidad de movimiento inme­ movimiento horizontal y vertical.)
diatamente antes de tocar el suelo? Resp. F = 1 326.67 N, F = 766.67 N
Resp. 7 kg • m /s, hacia abajo
9.2. Calcule la cantidad de movimiento y la energía ci­ Sección 9.2 Conservación de
nética de un automóvil de 2400 Ib que avanza hacia la cantidad de movimiento
el norte a 55 mi/h.
9.12. Una niña de 20 kg y un niño en patines están des­
9.3. Un camión de 2500 kg que viaja a 40 km/h golpea
cansando parados frente a frente. Se empujan entre
una pared de ladrillo y se detiene en 0.2 s. (a) ¿Cuál
ellos lo más fuerte que pueden y el niño se mueve a
es el cambio en su cantidad de movimiento? (b)
la izquierda con una velocidad de 2 m/s, mientras
¿Cuál es el impulso? (c) ¿Cuál es la fuerza media
que la niña se mueve a la derecha con una velocidad
sobre la pared durante el choque?
de 3 m/s. ¿Cuál es la masa del niño?
Resp. (a) 27750 kg • m /s o -2 .7 8 X 104 kg ■ m/s,
9.13. La masa del camión de juguete de la figura 9.8 es
(b) -27 750 kg • m /s o -2 .7 8 X 104 N • s,
del triple de la masa del cochecito, y están unidos en
(c) 138750 N o 1.39 X 105 N
su parte trasera por una cuerda y un resorte compri­
9.4. ¿Cuál es la cantidad de movimiento de una bala de 3
mido. Cuando el resorte se rompe, el cochecito se
g que se mueve a 600 m/s en una dirección 30° por
mueve a la izquierda a 6 m/s. ¿Cuál es la velocidad
encima de la horizontal? ¿Cuáles son las componentes
impartida al camión de juguete? Resp. 2 m /s
horizontal y vertical de esta cantidad de movimiento?
9.5. Una pelota de béisbol de 0.2 kg lanzada hacia la iz­ 3 m
quierda a 20 m/s es impulsada en la dirección con­
traria a 35 m/s al ser golpeada por un bat. La fuerza
media sobre la pelota es de 6 400 N. ¿Cuánto tiempo
estuvo en contacto con el bat? Resp. 1.72 ms
9.6. Un bat ejerce una fuerza media de 248 Ib sobre una Figura 9.8 Un cochecito y un camión de juguete unidos
por una cuerda después de comprimirse contra un resorte.
pelota de 0.6 Ib durante 0.01 s. La velocidad de lle­
gada de la pelota fue de 44 ft/s. Si ésta sale dispara­ 9.14. Una persona de 70 kg, parada sobre una plataforma
da en la dirección opuesta, ¿cuál es su velocidad? de hielo sin fricción arroja un balón de fútbol ame­
*9.7. Una pelota de 500 g se desplaza de izquierda a dere­ ricano hacia adelante con una velocidad de 12 m/s.
cha a 20 m/s. Un bat impulsa la pelota en la direc­ Si la persona se mueve hacia atrás a una velocidad
ción opuesta a una velocidad de 36 m/s. El tiempo de 34 cm/s, ¿cuál es la masa del balón?
de contacto fue de 0.003 s. ¿Cuál fue la fuerza pro­ 9.15. Un niño que pesa 20 kg está quieto en un carrito.
medio sobre la pelota? Resp. 9 333 N Cuando el niño salta hacia adelante a 2 m/s, el ca­
*9.8. Una pelota de caucho de 400 g se deja caer sobre rrito es lanzado hacia atrás a 12 m/s. ¿Cuál es la
el pavimento desde una distancia vertical de 12 m. masa del carrito? Resp. 3.33 kg
Está en contacto con el pavimento durante 0.01 s y 9.16. Dos niños, cuyos pesos son de 80 Ib y 50 Ib, respecti­
rebota hasta una altura de 10 m. ¿Cuál es el cam­ vamente, están inmóviles sobre sus patines de ruedas.
bio total registrado en su cantidad de movimiento? El mayor de ellos empuja al más pequeño y éste se
¿Qué fuerza media actúa sobre la pelota? aleja a 6 mi/h. ¿Cuál es la velocidad del niño mayor?
*9.9. Un taco de billar golpea la bola ocho con una fuerza 9.17. Cuando un cohete de 60 g estalla, un trozo de 45 g
media de 80 N durante un tiempo de 12 ms. Si la es lanzado a la izquierda y el otro a la derecha, con
masa de la bola es 200 g, ¿cuál será su velocidad? una velocidad de 40 m/s. ¿Cuál es la velocidad del
Resp. 4.80 m /s trozode45g? R esp.-1 3 .3 m /s
9.10. Un jugador de golf golpea una pelota de 46 g con *9.18. Una bala de 24 g es disparada a una velocidad ini­
una velocidad inicial de 50 m/s a 30°. ¿Cuáles son cial de 900 m/s con un rifle de 5 kg. Halle la veloci­
las componentes horizontal y vertical de la cantidad dad de retroceso del rifle. ¿Cuál es la razón entre la
de movimiento impartida a la pelota? energía cinética de la bala y la del rifle?
*9.11. La superficie del palo de golf del problema 9.10 *9.19. Una bola de boliche de 6 kg choca directamente con­
está en contacto con la pelota durante 1.5 ms. ¿Cuá- tra un bolo de 1.8 kg. Éste se mueve hacia adelante

192 Capítulo 9 Resumen y repaso