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FÍSICA Resolución de ejercicios. 1- En promedio, el corazón humano late 70 veces por minuto (ritmo cardiaco). En promedio, ¿cuántas veces late el cor
Author:  Carmen Sáez Lagos

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FÍSICA Resolución de ejercicios. 1-

En promedio, el corazón humano late 70 veces por minuto (ritmo cardiaco). En promedio, ¿cuántas veces late el corazón durante una vida de 70 años?

Ej. 2

2- El gráfico anexo establece la relación entre x e y .

a- Escriba la ecuación correspondiente al mismo. b- ¿Serviría dicha ecuación si la gráfica partiera de cero? explique. c3- Una esfera hueca de 12 cm de radio está llena de agua. ¿Qué masa de agua hay dentro de la esfera en Kg? ( ρagua = 1,0 g/cm ).

4- Un avión vuela a 100 mi al sur, de la ciudad A, a la ciudad B, 200 mi al este, de la ciudad B a la ciudad C, y luego 300 mi al norte, de la ciudad C a la ciudad D. a- ¿qué distancia hay en línea recta de la ciudad A a la ciudad D? b- ¿Qué dirección está la ciudad D relativa a la ciudad A? 5-

A) ¿Qué representa mayor velocidad: 1 – 1 m/s, 2 – 1 Km/h, 3 – 1 mi/h? B) Exprese la velocidad de 15 m/s en mi/h.

Ej. 5

Ej. 6

La gráfica representa la trayectoria de un objeto durante 70 segundos. a- Determinar la velocidad media del móvil. b- Bosquejar el gráfico de velocidad en función del tiempo v = f(t). c- Utilizando el gráfico v = f(t), determinar cuanto se desplaza en 35 segundos. d- La ecuación x = 1.t + 10 (m, s) ¿puede corresponder al gráfico? justifique. 6-

Ej. 7

7-

abcd-

Para el siguiente caso: Determinar la pendiente en cada tramo. Calcular el desplazamiento para 15 segundos. Bosquejar el gráfico de aceleración en función del tiempo a = f(t). Si el objeto parte de xo = 5,0 m, graficar posición en función del

tiempo x = f(t) para 25 segundos. e- ¿Puede clasificarse este movimiento como MRUV? fundamente.

Ej. 8 y 9 La gráfica corresponde a el movimiento de un móvil. a- ¿Qué tipo de movimiento representa? Fundamente. b- Determinar la velocidad media. 8-

Si la velocidad inicial de la partícula es de 0 m/s, determinar: a- Aceleración en cada tramo. 9-

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Prof.: Soledad Portillo.

FÍSICA b- Bosquejar el gráfico a = f(t). c- ¿Es un MRUV? Justifique. d- El desplazamiento realizado en todo el recorrido. 10- Un auto parte de x

= 0 con v = 0 en t = 0 y acelera a 4m/s2 durante 4 s. Los

siguientes 10 se mueve con velocidad constante. Luego frena y desacelera a 8 m/s2 hasta detenerse. Graficar: velocidad v = f(t), aceleración a = f(t) y posición x = f(t) en función del tiempo para este movimiento. 11- Un móvil marcha a 72 Km/h, aplica los frenos y su velocidad disminuye uniformemente. A los 5 segundos de

comenzar a frenar su velocidad es de 14,4 Km/h. a- ¿Cuál es su aceleración? b- ¿Cuánta distancia recorre en esos 5 segundos? c- Grafique velocidad v = f(t) y aceleración a = f(t) en función del tiempo.

12- Dos móviles parten simultáneamente en igual sentido y desde las posiciones

Ej. 12

indicadas. Se mueven con MRU. La velocidad del móvil uno es de 7 m/s y la del móvil dos es de 5 m/s. Determine: a- ¿Dónde chocan? b- ¿Cuánto tiempo después de que partieron? 13- Un auto va por una carretera a 180 Km/h, 200 m antes del precipicio, ve un cartel

que lo avisa; en ese instante aprieta el freno, y desacelera a razón de 5,0 m/s2. a- ¿Cae o no? Fundamente. b- Si se cae, determinar la velocidad en el instante que abandona la carretera. ¿Cuántos metros necesitara para no caerse? c- ¿Cuánto tiempo demora en llegar al borde del precipicio? 14- Un objeto con una velocidad inicial de 6 m/s tiene una aceleración constante de – 2 m/s . a) ¿Cuándo quedará 2

momentáneamente en reposo? b) ¿Qué distancia recorrerá antes de quedar en reposo? c) ¿Cuándo volverá a su posición original? d) ¿Cuál será entonces su velocidad?

15- Un objeto se lanza verticalmente hacia arriba. ¿Cuál de estas afirmaciones es cierta? justifique: a- Su velocidad

cambia de manera no uniforme; b- su altura máxima es independiente de la velocidad inicial; c- su tiempo de ascenso es un poco mayor que su tiempo de descenso; d- el valor de la velocidad al volver a su punto de partida es igual al valor de su velocidad inicial. 16- Se lanza una piedra a 20 m/s verticalmente hacia arriba.

a- ¿Qué altura alcanzará? b- ¿Cuánto tiempo estará en el aire? c- ¿Para qué tiempos la altura será la mitad de la altura máxima? 17- El coyote (Famishius Fantasticus) se lanzaron una rapidez inicial de 14

m/s desde una altura de 65 m; traicionado nuevamente por la gravedad, se precipita en caída libre. a- ¿Qué distancia recorre el coyote en 2,0 segundos? b- ¿Qué velocidad tiene al chocar con el suelo? c- ¿Quién realiza más fuerza en el impacto, el coyote o el suelo? justifique.

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FÍSICA 18- Realice un diagrama de cuerpo libre para un objeto en un plano inclinado. ¿Se cae el mismo? Justifique en

función de su representación. 19- Mediante la fuerza F, el bloque se mueve con velocidad constante. Calcular el

módulo de F. 20- Un cuerpo de 7,0 Kg es arrastrado por un plano horizontal cuando se le aplica

Ej. 19

una fuerza de 20 N hacia la derecha, el coeficiente de rozamiento entre el plano y el objeto es de 0,20. a- ¿Cuál es su aceleración? b- ¿Qué distancia recorrió en los primeros 2 segundos, si parte del reposo?

Ej. 21

21- Sobre un cuerpo de 5 Kg próximo a la superficie terrestre se ejerce una fuerza vertical

T . Hallar la aceleración del cuerpo si: a- T = 5 N. b- T = 10 N c- T = 100 N.

22- Si un objeto está en reposo, no puede haber fuerzas actuando sobre él. ¿Es correcta

está afirmación? Explique.

2

23- Un trabajador empuja un cajón con una fuerza de 75 N. Si la aceleración de la caja es de 0,5 m/s , ¿cuánto

pesa? 24- Una patinador se desliza sobre su monopatín (70 Kg), por un plano inclinado de 30º.

Suponiendo ausencia de rozamiento, represente y determine el valor de las fuerzas sobre el patinador.

25- Un esquiador olímpico baja sin empujarse por una pendiente de 37º. (m= 65 Kg)

a- ¿Qué aceleración tiene el esquiador? b- Si el esquiador tiene una velocidad de 5,0 m/s en la parte más alta de la pendiente de 35 m de longitud, ¿cuál es su velocidad al llegar a la base? 26- Un automóvil de 1500 Kg viaja a 90 Km/h en una carretera de concreto. Antes de una emergencia pone los

frenos y derrapa hasta detenerse. a- Determinar la aceleración del objeto. b- ¿Cuál es el coeficiente de rozamiento entre la carretera y el concreto? 27- Después de bajarse de un camión, una maleta de 10 Kg se coloca en una rampa plana inclinada 37º. Una vez que

se le suelta desde el reposo, la maleta acelera rampa abajo a 0,15 m/s2. Calcule el coeficiente de fricción entre la maleta y la rampa.

28- Nuevamente la “plantita” del laboratorio de física ha caído desde la ventana; si su masa es de 350 g y se

encontraba a 4,5 m del suelo.

a- Determinar si el movimiento de la misma es de caída libre, si su velocidad de impacto es de 10,6 m/s. b- Representar y calcular el módulo de todas las fuerzas que actúan sobre la “plantita”. 29- Sobre el objeto de la figura actúa una fuerza de 12 N; de modo tal que la velocidad del objeto es la que se

muestra en la gráfica.

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FÍSICA a- Representar todas las fuerzas. b- ¿Cuál es la aceleración del objeto? c- Determinar la fuerza de rozamiento, la fuerza normal y la masa del objeto. (μ= 0,8).

Ej. 29

2

30- Si un objeto tiene una aceleración de 2,0 m/s , ¿cumple el principio

de inercia? Justifique.

31- ¿El peso y la Normal son un par de acción – reacción? Fundamente. 32- Una calesita de 3 m de radio, da tres vueltas

por minuto. Calcular: periodo, frecuencia, velocidad angular y tangencial; aceleración centrípeta para un punto ubicado en el borde.

33- El minutero del Big Ben tiene 4,3 m de largo, un pájaro esta parado en su extremo con una

masa de 120 g. a- Determinar: frecuencia, periodo, velocidad angular y tangencial, aceleración y fuerza centrípeta. b- Si otro pájaro de igual masa se encuentra en la mitad del radio, determinar los valores que le corresponderían en el apartado “a”. c- Compara los resultados obtenidos en los apartados anteriores. 34- Una rueda da tres vueltas cada 140 segundos, tiene un radio de 2 m. En el extremo hay

una piedra de 1,5 Kg. ¿Cuál es la frecuencia, periodo, velocidad angular, velocidad tangencial, aceleración centrípeta y fuerza centrípeta?

35- Dos cuerpos de masas: m1= 1,7 Kg y m2= 1,2 Kg están separados 100 cm de distancia.

Calcule: a- La fuerza que realiza m1 sobre m2. b- La fuerza ejercida por m2 sobre m1. c- ¿Qué sucedería con los resultados si la distancia disminuye a la mitad?

36- Si sobre un objeto de 4,0 Kg se ejerce una fuerza de 2,0 N, ¿cuál es la masa del segundo objeto? (Considere

al segundo objeto a una distancia de 500 cm) 37- La franja de asteroides entre Marte y Júpiter podrían ser los restos de un planeta que se desintegró o que no pudo

formarse por causa de la fuerte gravitación de Júpiter. Su periodo aproximado es de 5,0 años ¿Cómo a qué distancia del Sol habría estado este “quinto planeta”? 38- Para un planeta en su órbita elíptica, ¿se mueve más lentamente cuando está más cerca del Sol? Fundamente. 39- Determine cual es el período de rotación de Plutón y Mercurio alrededor del Sol. 40- Recordando que

v=

G.M T , ¿cuál sería la ecuación de energía cinética para un satélite en orbita alrededor r

de la Tierra? . 41- ¿Qué sucede con la energía cinética del mismo si aumenta la distancia? Fundamente.

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FÍSICA 42- Un proyectil que se mueve con una velocidad de 120 m/s atraviesa una tabla de 3,5 cm de espesor,

perdiendo en dicho recorrido 140 J de energía cinética. a- Calcule la fuerza promedio ejercida por la tabla sobre la bala. b- Determine la masa de la bala. Dato: la energía cinética final es de 4 J.

Ej. 43

43- Calcular:

a- La velocidad del bloque al llegar al plano horizontal. b- ¿Cuánto se comprime el resorte? 44- ¿Hasta que altura ascenderá el cuerpo?

Ej. 45 y 46

45- Sobre el bloque de masa m= 2 Kg actúa una fuerza

horizontal de módulo variable según la gráfica. En x = 0, v = 2,0 m/s y en x = 5,0 m, v = 6,0 m/s. Determinar el valor del coeficiente de rozamiento, entre el bloque y el plano de apoyo.

46- Sobre un carrito de masa 2 Kg actúa una fuerza en la

misma dirección y sentido que venía moviéndose, su velocidad inicial es de 8 m/s. La fuerza varía como se indica en la gráfica. Determinar el trabajo realizado por la fuerza y la velocidad en ese punto.

47- Cuando se suelta la bolita, esta golpea al resorte, calcular su máxima

compresión si en esa posición, el péndulo queda vertical. m= 900 g k= 1,0 x104 N/m

Ej.47

48- El carro A desciende desde el reposo a una altura de 8 m.

Choca inelásticamente con B y comprime el resorte. Hallar: a- Velocidad del carrito A antes del choque. b- Velocidad de los carritos A y B después del choque. c- Compresión (∆x ) del resorte.

Ej. 48 Ej. 49

49- La bolita parte del punto A; llega al punto C.

a- ¿Existe rozamiento con el plano? Justifique citando un principio físico.

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FÍSICA b- Si se ha soltado la bolita desde el punto B y llega al punto C, ¿qué se puede concluir de este tramo? c- En base a los apartados anteriores, ¿qué concluye de la situación?

50- Una bola de boliche se cuelga desde el techo de una sala de lectura con una fuerte cuerda.

Se retira la bola desde su posición de equilibrio y se libera desde el reposo en la punta de la nariz de la demostradora, como se muestra en la figura. Si la demostradora permanece quita, explique por qué la bola no golpea en su regreso de la oscilación. ¿Esta demostradora estaría segura si a la bola le fuera dado un empujón desde la posición inicial de su nariz?

51- El conductor de un automóvil aplica los frenos para evitar una colisión con los ciervos que

Ej. 50

cruzan la autopista. ¿Qué sucede a la energía cinética del automóvil conforme llega al reposo?

52- Un levantador de pesas levanta un conjunto de pesas de 350 N desde el nivel del suelo hasta una posición sobre

su cabeza, una distancia vertical de 2,00 m ¿Cuánto trabajo hace el levantador de pesas, suponiendo que mueve las pesas con rapidez constante?

53- Un trineo cargado con ladrillos tiene una masa total de 18,0 Kg y se jala con rapidez constante mediante una

cuerda inclinada 20,0° arriba de la horizontal. El trineo se traslada una distancia de 20,0 m sobre una superficie horizontal. El coeficiente de fricción cinética entre el trineo y la superficie es 0,50. a- ¿Cuál es la tensión en la cuerda? b- ¿Cuánto trabajo invierte la cuerda en el trineo? c- ¿Cuál es la energía mecánica perdida a causa de la fuerza de fricción? 3

54- Un mecánico empuja un automóvil de 2,5 x10 Kg desde el reposo hasta una rapidez v, realizando 5000 J de

trabajo en el proceso. En ese tiempo, el automóvil se traslada 25,0 m. Ignorando la fricción entre el automóvil y el camino, determine a- la velocidad v . b- la fuerza horizontal ejercida en el automóvil.

55- Un jugador de béisbol de 70 Kg inicia su deslizamiento sobre la segunda base cuando se mueve con una rapidez

de 4,0 m/s. El coeficiente de fricción entre su uniforme y la superficie de la tierra es de 0,70. Se desliza de tal modo que su rapidez es cero al momento que alcanza la base. a- ¿Cuánta energía mecánica se pierde debido a la fricción que actúa sobre el jugador? b- ¿Cuál es la distancia que se desliza?

56- Una partícula de 0,60 Kg tiene una rapidez de 2,0 m/s en el punto A y una energía cinética de 7,5 J en el

punto B. Cuál es a- ¿su energía cinética en A? b- ¿su rapidez en e punto B? c- el trabajo total invertido en la partícula conforme se traslada desde A hasta B.

57- Sobre un estanque congelado, se le proporciona a un trineo un empujón de que le imparte una rapidez inicial de

v0= 2,0 m/s. El coeficiente de fricción entre el trineo y el hielo es 0,10. ¿Qué distancia recorre el trineo antes de llegar al reposo?

58- Determine la altura desde la que tendría que dejar caer una pelota de tal modo que tuviera una rapidez de 9,0

m/s justo antes de que incida en la superficie del piso.

59- Cuando un objeto de 2,50 Kg cuelga verticalmente de cierto resorte ligero que se describe mediante la ley de

Hooke, el resorte se estira 2,76 cm. a- ¿Cuál es la constante de fuerza del resorte? b- Si el objeto de 2,50 kg es retirado, ¿qué distancia se estira el resorte si un bloque de 1,25 Kg se cuelga de él? c- ¿Cuánto trabajo debe hacer un agente externo para estirar el mismo resorte 8,00 cm desde su posición a estirar?

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FÍSICA 60- Una saltadora con garrocha de 50 Kg salta sobre la barra. Su rapidez cuando está por encima de la barra es

1,0 m/s. Ignorando la resistencia del aire, así como cualquier cantidad de energía absorbida por la garrocha, determine su altitud cuando cruza la barra. 61- Un acróbata sale del extremo de una rampa en una motocicleta

con una rapidez de 35,0 m/s como muestra la figura. Si su rapidez es de 33,0 m/s cuando alcanza el pico de la trayectoria, ¿cuál es la altura máxima que alcanza? Ignore la fricción y la resistencia del aire.

62- Un pequeño trineo con una masa combinada de 50,0 Kg se

desliza hacia abajo por una pendiente. Si el trineo inicia desde el reposo y tiene una rapidez de 3,00 m/s al final, ¿cuál es la altura de la colina?

Ej. 61

63- A lo largo de una pista horizontal, un bloque de 0,250 Kg tiene una rapidez de 1,50 m/s inmediatamente antes

de colisionar con un resorte ligero de constante de fuerza 4,60 N/m ubicado en el extremo de la pista. a- ¿Cuál es la comprensión máxima del resorte si la pista es sin fricción? b- Si la pista no es sin fricción, ¿la compresión máxima del resorte sería más grande que, menor que o igual al valor que se obtiene en el inciso a?

= 5,00 Kg se libera desde el punto A y se desliza hacia debajo de la pista sin fricción que se muestra en la figura. Establezca la rapidez de la esfera en los puntos B yC.

64- Una esfera de masa

65- Un buzo de 70 Kg se deja caer desde el reposo, verticalmente

hacia abajo en el agua desde una torre de 10 m. Si llega al reposo 5,0 m debajo de la superficie, determine la fuerza resistiva promedio que ejerce el agua sobre él.

66- Un esquiador parte del reposo en la parte superior de una colina

Ej. 64

que está inclinada 10,5° con respecto a la horizontal. El flanco de la colina es de 200 m de largo y el coeficiente de fricción entre la nieve y el patín es de 0,075. En la parte inferior de la colina, la nieve está a nivel y el coeficiente de fricción no cambia. ¿Hasta dónde se desliza el esquiador a lo largo de la parte horizontal de la nieve antes de llegar al reposo? 67- Un paracaidista de 80,0 Kg salta desde un globo a una altitud de 1000 m y abre el paracaídas en una altitud de

200,0 m. a- Considerando que la fuerza de retraso total en el paracaidista es constante de 50,0 N con el paracaídas cerrado y de 3600 N constante con el paracaídas abierto, ¿cuál es la rapidez del paracaidista cuando aterriza en el suelo? b- ¿Desde qué altura abre el paracaídas de tal manera que su rapidez final cuando toca el suelo es de 5,00 m/s 68- Un objeto de 3,00 Kg de masa se somete a una

fuerza Fx que varía con la posición como en la figura. Determine el trabajo que se realiza mediante la fuerza sobre el objeto cuando éste se traslada a- desde x= 0 hasta x= 5,00 m, b- desde x= 5,00 m hasta x= 10,0 m y c- desde x= 10,0 hasta x= 15,0 m.

Ej. 68 7/10

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FÍSICA d- Si el objeto tiene una rapidez de 0,500 m/s en x= 0, determine su rapidez en x= 5,00 m y su rapidez en x= 15,0 m. 69- Calcule la magnitud de la cantidad de movimiento lineal para los casos que siguen: a- un protón con masa 1,67

x10-27 Kg moviéndose con una velocidad de 5,0 x106 m/s; b- una bala de 15,0 g se mueve con una velocidad de 300 m/s; c- un competidor de velocidad de 75,0 Kg con una velocidad de 10,0 m/s; d- la Tierra (masa = 5,98x1024 Kg) se mueve con una velocidad orbital igual a 2,98 x104 m/s.

70- Un jugador afirma que puede lanzar una pelota de béisbol de 0,145 Kg con tanta cantidad de movimiento como la

de una bala de 3,0 g moviéndose con una velocidad de 1,5 x103 m/s. a- ¿Cuál debe ser la velocidad de la pelota de béisbol si es válida la afirmación del jugador? b- ¿Cuál tiene mayor energía cinética, la pelota o la bala?

71- Una pelota de 0,10 g se lanza directo hacia arriba en el aire con una velocidad inicial de 15 m/s. Hallar la

cantidad de movimiento de la pelota a- en su altura máxima y b- a la mitad de su altura máxima.

72- Un jugador de béisbol de 84,0 Kg de masa corre a 6,7 m/s deslizándose en la placa del bateador. a- ¿Qué

magnitud de impulso se entrega al jugador por fricción? b- Si el deslizamiento dura 0,750 s, ¿qué fuerza de fricción promedio se ejerce en el jugador?

73- Un objeto tiene una energía cinética de 275 J y una cantidad de movimiento de 25,0 Kg.m/s de magnitud.

Hallar la velocidad y la masa del objeto.

74- Un balón de voleibol de 0,280 Kg se aproxima horizontalmente a un jugador con una velocidad de 15,0 m/s. El

jugador golpea con el puño al balón ocasionando que el balón se mueva en la dirección opuesta con una velocidad de 22,0 m/s. a- ¿Qué impulso entrega el jugador al balón? b- Si el puño del jugador está en contacto con el balón por 0,060 s, encontrar la magnitud de la fuerza promedio ejercida en el puño del jugador? 75- Una pelota de 0,150 Kg de masa se deja caer a partir del reposo desde una altura de 1,25 m. Si rebota desde

el piso para alcanzar una altura de 0,960 m. ¿Qué impulso le proporcionó el piso a la pelota? 76- Un jugador de tenis recibe un tiro con la pelota (0,060 Kg) viajando horizontalmente a 50,0 m/s y lo regresa

con la pelota viajando horizontalmente a 40,0 m/s en sentido opuesto. a- ¿Cuál es el impulso entregado a la pelota por la raqueta? b- ¿Cuál es el trabajo que hace la raqueta en la pelota? 77- Se lanza un balón de 0,50 Kg hacia el este con una velocidad de 15,0 m/s. Un receptor inmóvil lo atrapa y lo pone en reposo en 0,020 s. a- ¿Cuál es el impulso entregado al balón cuando es atrapado? b- ¿Cuál es la fuerza promedio ejercida en el receptor? 78- La fuerza que se muestra en la figura actúa en un objeto de 1,5 Kg. Hallar: a-

el impulso de la fuerza, b- la velocidad final del objeto si inicialmente está en reposo y c- la velocidad final del objeto si inicialmente está moviéndose a lo largo del eje x con una velocidad de -2,0 m/s. 79- Una persona de 65,0 Kg lanza una bola de nieve de 0,045 Kg hacia delante

Ej. 78

con rapidez respecto a la tierra de 30,0 m/s. Una segunda persona de 60,0 Kg atrapa la bola de nieve: Las dos personas están sobre patines. La primera 8/10

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FÍSICA persona inicialmente se está moviendo hacia delante con una rapidez de 2,5 m/s y la segunda persona inicialmente está en reposo. ¿Cuáles son las velocidades de las dos personas después de intercambiar la bola de nieve? Ignore la fricción entre los patines de hielo. 80- Una fuerza de magnitud Fx que actúa en la dirección x en una partícula de 2,0

Kg varía con el tiempo como se muestra en la figura. Hallar a- el impulso de la fuerza, b- la velocidad final de la partícula si inicialmente está en reposo y cla velocidad final de la partícula si inicialmente está moviéndose a lo largo del eje x con una velocidad de -2,0 m/s.

81- Dos patinadores sobre hielo se sostienen de las manos en el centro de un

Ej. 80

estanque congelado cuando se presenta una discusión. El patinador A empuja al patinador B a lo largo de una dirección horizontal. Identifique a- las fuerzas horizontales que actúan en A y b- aquellas que actúan en B, c- qué fuerza es mayor, ¿la fuerza de sobre A o la fuerza sobre B? d- ¿Se puede utilizar la conservación de cantidad de movimiento para el sistema A y B? explique. e- Si A tiene una masa de 0,90 veces la de B y B comienza a alejarse con una rapidez de 2,0 m/s, encuentre la rapidez de a. 82- Una bola de acero de 3,0 Kg golpea una gruesa pared a 10,0 m/s con un ángulo de

60° con el plano de la pared. La bola rebota de la pared con la misma rapidez y ángulo, si la bola está en contacto con la pared por 0,20 s, ¿cuál es la fuerza promedio ejercida por la pared sobre la bola? 83- Un hombre de masa m1= 70,0 Kg esta patinando con v1= 8,0 m/s detrás de su

abcde-

esposa de masa m2 = 50,0 Kg, quién está patinando a v2= 4,0 m/s. En lugar de rebasarla, sin darse cuenta colisiona con ella. Se sujeta de la cintura de su esposa y Ej. 82 mantiene el equilibrio. Bosqueje el problema con diagramas antes y después, representando los esquiadores como bloques. ¿La colisión se describe mejor como elástica, inelástica o perfectamente inelástica? ¿Por qué? Escriba la ecuación general para la conservación de la cantidad de movimiento en términos de m1, v1, m2, v2 y la velocidad final vf. Resuelva la ecuación de cantidad de movimiento para vf. Sustituya valores, obteniendo el valor numérico para vf.

84- Un arquero dispara una flecha hacia un objeto de 300 g que se desliza en su dirección con una rapidez de 2,50

m/s sobre una superficie uniforme, resbaladiza. La flecha e 22,5 g se dispara con una rapidez de 35,0 m/s y pasa a través del objetivo, que se detiene por el impacto. ¿Cuál es la rapidez de la flecha después de pasar a través del objeto?

85- Un patinador sobre hielo de 75,0 kg que se mueve a 10,0 m/s choca con un patinador inmóvil de igual masa.

Después de la colisión, los dos esquiadores se mueven como una unidad a 5,00 m/s. Considere que la fuerza promedio que un esquiador puede experimentar sin romperse un hueso es de 4500 N. Si el tiempo de impacto es de 0,100 s, ¿se rompe un hueso? 4

86- Un vagón de ferrocarril de 2,0 x10 Kg de masa se mueve a 3,0 m/s choca y se une con dos vagones acoplados,

cada uno de la misma masa que el vagón solo y se mueven en el mismo sentido a 1,2 m/s. a- ¿Cuál es la rapidez de los tres vagones unidos después de la colisión? b- ¿Cuánta energía cinética se pierde en la colisión? 9/10

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FÍSICA 87- Una bala de 7,0 g se dispara en un péndulo balístico de 1,5 Kg. La bala emerge del bloque con una rapidez de

200 m/s y el bloque se eleva a una altura máxima de 12 cm. Calcular la rapidez inicial de la bala.

88- Se dispara una bala de 0,030 Kg verticalmente a 200 m/s en una pelota de béisbol de 0,15 Kg inicialmente en

reposo. ¿Después de la colisión, que tan alto se elevan la bala y la pelota combinadas, suponiendo que la bala se incrusta en la pelota? 89- Se dispara una bala de 8,00 g dentro de un bloque de 250 g que está inicialmente en reposo con el borde de una mesa de 1,00 m de altura. La bala permanece en el bloque y después del impacto el bloque aterriza a 2,00 m de la parte inferior de la mesa. Calcule la rapidez inicial de la bala.

90- Un objeto de 5,00 g que se mueve hacia la derecha a 20,0 cm/s realiza

Ej. 89

una colisión elástica de frente con un objeto de 10,0 g que está inicialmente en reposo. Hallar a- la velocidad de cada objeto después de la colisión y bla fracción de la energía cinética inicial transferida al objeto de 10,0 g.

91- Un objeto de 25,0 g que se mueve a la derecha a 20,0 cm/s alcanza y colisiona elásticamente con un objeto de

10,0 g moviéndose en la misma dirección de 15,0 cm/s. Hallar la velocidad de cada objeto después de la colisión. 92- Un automóvil de 1200 Kg viajando inicialmente con una rapidez de 25,0 m/s en una dirección del este choca

con el extremo posterior de una camioneta de 9000 Kg moviéndose en la misma dirección a 20,0 m/s. La velocidad del automóvil a la derecha después de la colisión es de 18,0 m/s hacia el este. a- ¿Cuál es la velocidad de la camioneta a la derecha después de la colisión? b- ¿Cuánta energía mecánica se pierde en la colisión? Explique. 93- Una bola de billar que rueda a través de una mesa a 1,50

m/s hace una colisión elástica de frente con una bola idéntica. Hallar la rapidez de cada bola después de la Ej. 92 colisión a- cuando la segunda bola esta inicialmente en reposo, b- cuando la segunda bola se está moviendo hacia la primera con una rapidez de 1,00 m/s y c- cuando la segunda bola se está alejando de la primera con una rapidez de 1,00 m/s.

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Prof.: Soledad Portillo.

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