Impulso y cantidad de movimiento

Física. Partículas. Cuerpos. Masa. Velocidad. Choques elásticos. Choques inelásticos

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EJERCICIOS PROPUESTOS IMPULSO Y CANTIDADA DE MOVIMIENTO

  1. Cuatro partículas de masa m1= 2,5kg,; m2= 4kg; m3= 3kg ym4= 5kg divergen desde el origen de un sistema de coordenadas, con velocidades V1= 0,5m/s, formando un ángulo de 30º con respecto al eje negativo de las abscisas, V2= 2m/s, formado un ángulo de 60º con respecto al eje positivo de las abscisas, V3= 3m/s, paralelo al eje negativo de las ordenadas y V4= 1m/s, paralelo al eje negativo de las abscisas. Determine la magnitud y dirección da la cantidad de movimiento total del sistema.

Solución: a) 2,53kg.m/s; b) 0= 34º

  1. Dos cuerpos uno de 5kg de masa, moviéndose hacia la izquierda con velocidad de 3m/s y otro de 1kg moviéndose hacia la derecha con velocidad de 4m/s, chocan elásticamente. ¿cuáles son las velocidades de cada cuerpo después de la colisión?

Solución: a) 3,5m/s, b) 1,29m/s

  1. Dos esferas de masas m1= 3kg y m2= 2kg, se desplazan formando ángulos de 15º y45º por encima y por debajo de la horizontal respectivamente, con velocidades V1= 5m/s, V2= 9m/s. si después de choque la esfera de masa m2 se desvía 60º por debajo de la horizontal y la esfera de masa m1 se debía 43º por encima de la horizontal, calcular las velocidades de las esferas después del choque.

Solución: a) 6,23m/s b) 9,58m/s

  1. Un cuerpo cuya masa es 3kg y que se mueve a razón de 0,8m/s, choca elásticamente con otro en reposo, cuya masa es de 2kg. ¿con que velocidad se mueven las masa después del choque?

Solución: a) 0,16m/s b) 0,96m/s

  1. Una pelota de beisbol cuya masa es de 0.15kg es lanzada con una velocidad de 30m/s y es bateada en sentido contrario al lanzamiento con una velocidad de 40m/s. calcular: a) el incremento de la cantidad de movimiento, b) el impulso del golpe, c) si el intervalo de tiempo de contacto es de 0,002s.calcular la fuerza media del golpe.

Solución: a) 10,5kg.m/s b) 10,5kg.m/s c) 52500New

Impulso y Cantidad de movimiento

El impuso es la magnitud dada por el producto de la fuerza aplicada a un cuerpo y el intervalo de tiempo durante el cual actúa. I=F Δt

Unidades: sistema internacional [New.Seg]

Sistema C.G.S [Dinas.Seg]

Cantidad de movimiento

Magnitud medida por el producto de la masa de un cuerpo y la velocidad que indique.

P = m.v

Unidades: sistema internacional [kg.m/s]

Sistema C.G.S [g.cm/s]

Variación de la cantidad de movimiento

ΔP = m(Δv)

ΔP = P2 – P1 = ΔP = m2.v2 – m1.v1 = ΔP = m(v2 - v1)

Relación entre impulso y la cantidad de movimiento

F = m.a donde a= Δv/Δt

F Δt = m Δv = I = ΔP

Principio de conservación de la cantidad de movimiento

→ v1 v2 ←

m1 m2 (antes del choque)

v1 ← → v2

m1 m2 (después del choque)

la cantidad de movimiento después del choque es igual a la cantidad de movimiento antes de choque P1 + P2 = P1 + P2

Cantidad de movimiento de un sistema de partículas

Consideremos un sistema de tres partículas cuyas masas son m1 m2 y m3. Las cantidades de movimiento para cada una de ellas son:

P1 = m1.v1; P2 = m2.v2; P3 = m3.v3

La cantidad de movimiento total del sistema vendrá dado por:

P = P1 + P2 + P3

Si nos referimos a un sistema de coordenadas rectangular, las componentes del vector P sobre los ejes vienen dados por:

Px = P1x + P2x + P3x

Py = P1y + P2y + P3y

Choque elásticos e inelásticos

Se llama choque o colisión a todo proceso, en el cual dos cuerpos interaccionan apreciablemente, solamente cuando están muy cerca y durante un tiempo muy corto, considerándose como libres antes y después del choque.

P = P1 + P2 y P = P1+ P2