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Ejercicios de Choques 2 (Resueltos)
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Una partícula de masa 0.2 kg moviéndose a 0.4 m/s choca contra otra partícula de masa 0.3 kg
que está en reposo. Después del choque la primera partícula se mueve a 0.2 m/s en una dirección que
hace un ángulo de 40º con la dirección original.
Hallar la velocidad de la segunda partícula.
La Q del proceso.
El péndulo simple de la figura consta de una masa
puntual m1=20 kg, atada a una cuerda sin masa de
longitud 1.5 m. Se deja caer desde la posición A. Al
llegar al punto más bajo de su trayectoria, punto B, se
produce un choque perfectamente elástico con otra
masa m2=25 kg, que se encuentra en reposo en esa
posición sobre una superficie horizontal sin
rozamiento. Como consecuencia del choque, la masa
m1 rebota hasta alcanzar la posición C a altura h del
suelo. Determinar
a. La velocidad de m1 al llegar a la posición B antes del choque y la tensión
de la cuerda en ese instante. b. Las velocidades de m1 y m2 después del choque.
c. La energía cinética que pierde m1 en el choque. d. La altura h al que asciende la masa m1 después del choque.
Una bala de 200 g choca con un bloque
de 1.5 kg que cuelga de una cuerda, sin
peso de 0.5 m de longitud, empotrándose
en el bloque. A este dispositivo se le
denomina péndulo balístico.
Responder a las siguientes cuestiones:
¿Cuál debe ser la velocidad de la bala para que el péndulo se desvíe 30º?
Determinar la tensión de la cuerda en el punto más alto de la trayectoria circular, cuando la velocidad de la bala es de 45 m/s.
¿Describirá el bloque un movimiento circular cuando la velocidad de la bala es de 40 m/s?. Razónese la respuesta. En caso negativo, determinar su
desplazamiento angular.
Una bala de 50 g de masa se empotra en un bloque de madera de 1.2 kg de masa
que está suspendido de una cuerda de 2 m de larga. Se observa que el centro de masa del bloque y la bala se eleva 40 cm. Encontrar el módulo de la velocidad de
la bala. La tensión de la cuerda cuando el ángulo que forma con la vertical es de 10º.
Desde el extremo de una plataforma móvil de
80 kg, inicialmente en reposo, un niño de 40 kg
corre hacia el otro extremo a una velocidad
constante de 1 m/s. Determinar la velocidad de
la plataforma y el sentido de su movimiento.
¿Qué principio físico aplicas?
2.-Un niño de 40 kg está en el extremo de una
plataforma de 80 kg y 2 m de longitud. El niño
se desplaza hasta el extremo opuesto de la
plataforma. Supondremos que no hay
rozamiento entre la plataforma y el suelo.
¿Cuánto se desplaza el centro de masas
del sistema formado por la plataforma y el niño?. Razónese la respuesta.
¿Cuánto se desplaza el niño respecto del suelo? ¿Cuánto se desplaza la plataforma
respecto del suelo?
Si el niño corre sobre la plataforma a velocidad constante de 0.5 m/s (respecto de la
plataforma) ¿Con qué velocidad se mueve la plataforma?. Razónese la respuesta.
Una bala de masa 0.3 kg y velocidad desconocida choca
contra un saco de 4 kg suspendido
de una cuerda de 0.5 m de larga y
en reposo. Después del choque el
saco se eleva hasta que la cuerda
hace un ángulo de 30º con la
vertical, mientras tanto la bala
describe una parábola, estando el
punto de impacto a 20 m de
distancia horizontal y 1.5 m por
debajo. Calcular:
La velocidad del saco y la
de la bala inmediatamente
después del choque
La velocidad de la bala
antes del choque y la
energía perdida en el
mismo
La tensión de la cuerda
cuando esta hace 10º con
la vertical
Una partícula de 5 kg de masa moviéndose a 2 m/s choca contra otra partícula de
8 kg de masa inicialmente en reposo.Si la primera partícula se desvió 50º de la
dirección original del movimiento. Hallar la velocidad de cada partícula después del choque. Se supone que el choque es elástico
Desde un punto B situado a 7.65 m del suelo se deja caer una esfera de madera de 460 gr de
peso; en el mismo instante, desde otro punto A
situado a igual nivel que B y distante de éste 270
m se dispara un proyectil de cobre de 20 gr, el
cual alcanza la esfera centralmente durante su
caída, quedando empotrada en la misma y
alcanzando ambos el suelo a 7.5 m del pie de la
vertical que pasa por B.
Determinar el ángulo de tiro para que
se produzca el choque en el punto C.
Calcular la velocidad de disparo de la
bala v0
(se consideran los cuerpos como masas
puntuales y no se tendrá en cuenta la resistencia
del aire).
Una bala de 10 g se incrusta en un bloque de 990 g que descansa sobre una
superficie horizontal sin fricción, sujeto
a un resorte, tal como se ve en la figura.
El impacto comprime el resorte 15 cm.
Del resorte se sabemos que una fuerza
de 2 N produce una comprensión de 0.25
cm. Calcular
La constante elástica del muelle
La velocidad del conjunto bloque
+ bala justo después del choque
La velocidad de la bala antes del
choque.
Una bala de 0.2 kg y velocidad u=50 m/s choca
contra un bloque de 9.8 kg
empotrándose en el mismo. El
bloque está unido a un muelle
de constante k=1000 N/m.
Calcular.
La velocidad v0 del
conjunto bala-bloque
después del choque.
La amplitud, periodo, fase inicial del MAS
que describe el
conjunto bala-bloque.
La velocidad y el
instante en el que
pasa por primera vez
por el punto P situado
en x= -5.0 cm
Una partícula de masa 4 kg y velocidad 2 m/s choca contra otra de 3 kg que está
en reposo. La primera se desvía –45º respecto de la dirección inicial y la segunda 30º.
Calcular las velocidades de ambas partículas después del choque.
¿Es elástico?
Tres partículas A, B y C de masas mA = mB = m y mC = 2m,
respectivamente se están moviendo con velocidades cuyo
sentido se indica en la figura y de valor vA = vB= v y vC = 2v. Se
dirigen hacia el origen del sistema de coordenadas al que llegan
en el mismo instante. Al colisionar A y B quedan adheridas y
salen en la dirección indicada con velocidad v/2.
¿Qué principio aplicas para resolver el problema?. ¿Por
qué?.
Determinar: la velocidad y dirección sale la partícula C.
¿Es un choque elástico?. Razona la respuesta.
Un resorte vertical de constante K=1000 N/m sostiene un plato de 2 kg de
masa. Desde 5m de altura respecto al plato se deja caer un cuerpo de 4 kg
que se adhiere a él.
Calcular la máxima compresión del resorte
.-Un muelle vertical de constante k=1000 N/m sostiene un plato de 4
kg de masa. Desde 5 m de altura respecto al plato se deja caer una
bola de 2 kg que choca elásticamente.
Calcular la máxima deformación del muelle y la altura máxima a la
que ascenderá la bola después del choque. (g=10 m/s2)
Las esferas de la figura tienen masas mA = 20g, mB = 30g y
mC = 50g. Se mueven hacia el origen sobre una mesa sin
fricción con velocidades vA = 1.5 m/s y vB = 0.5 m/s. Las
tres esferas llegan al origen simultáneamente.
¿Cuánto tiene que valer vC (módulo y dirección)
para que las masas queden en el origen, sin
moverse, después del choque?
¿Se ha perdido energía cinética en el choque? Si es
así, cuánta
Dos bolas de marfil de masas m y 2m respectivamente están
suspendidas de dos hilos inextensibles de 1 m de longitud.
Separamos la bola de masa m de su posición de equilibrio 60º,
manteniendo el hilo extendido y en el mismo plano vertical que
el otro hilo. La soltamos y choca elásticamente con la bola de
masa 2m, Se pide calcular:
La velocidad de ambas bolas inmediatamente después
del choque.
Las máximas alturas a las que ascenderán después del
choque.
Un bloque de masa m1 = 1 kg choca
contra otro bloque que se encuentra en
reposo de masa m2 = 2 kg, situado en la
posición indicada en la figura. La
velocidad del primer bloque
inmediatamente antes del choque
es v1 = 5 m/s.
Sabiendo que el choque es elástico y que podemos considerar las masas
como puntuales, calcular la velocidad
de las dos masas inmediatamente
después del choque.
Teniendo en cuenta que el coeficiente
de rozamiento entre el plano y los
cuerpos es = 0.1, calcular:
La máxima compresión del muelle (de constante k = 1000 N/m) producida
por m2.
El espacio recorrido por m1 hasta
detenerse.
Un muelle vertical de constante k=1000 N/m
sostiene un plato de 2 kg de masa.
Cuánto se ha deformado el muelle x0.
Desde 5 m de altura respecto del plato se
deja caer un cuerpo de 4 kg de masa que se
adhiere al plato.
¿Cuál es la velocidad v del conjunto cuerpo-
plato inmediatamente después del choque?
El muelle se comprime. ¿Cuál es la máxima
comprensión del muelle xmáx?
Se aconseja tomar como energía potencial
cero, la posición inicial del extremo del
muelle sin deformar
Una granada se mueve horizontalmente con respecto al suelo a 8 km/s explota
dividiéndose en tres fragmentos iguales. Uno sale en dirección horizontal (la misma que llevaba la granada) a 16 km/s. El segundo sale hacia arriba formando
un ángulo de 45º y el tercer fragmento, hacia abajo formando un ángulo de 45º.
Hallar la velocidad del segundo y del tercer fragmento Hallar el factor Q de la explosión (Q=ΔEc)
Sabiendo que la granada se encontraba a 100 m del suelo cuando se produce la explosión, hallar el alcance de cada uno de los fragmentos.