Capítulo 08: Momento lineal, impulso y choques

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.66 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 8.66 Tres vagones de ferrocarril en movimiento se acoplan con un cuarto vagón que está en reposo. Los cuatro continúan en movimiento y se acoplan con un quinto vagón en reposo. El proceso continúa hasta que la rapidez del…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.65 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 8.65 Una pelota de tenis de 0.560 N tiene una velocidad de (20.0m>s) Justo antes de ser golpeada por una raqueta. Durante los 3.00 ms que la raqueta y la pelota están en contacto, la fuerza neta que actúa…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.64 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 8.64 En una erupción volcánica, una roca de 2400 kg es lanzada verticalmente hacia arriba. Al alcanzar su altura máxima, estalla súbitamente (a causa de los gases atrapados) y se divide en dos fragmentos, uno de los cuales tiene…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.63 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 8.63 Una esfera de acero de 40.0 kg se deja caer desde una altura de 2.00 m sobre una plancha de acero horizontal, rebotando a una altura de 1.60 m. a) Calcule el impulso que se da a la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.62 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 8.62 Obviamente, los cohetes pueden alcanzar gran rapidez, pero ¿qué rapidez máxima es razonable? Suponga que un cohete se enciende desde el reposo en una estación espacial donde la gravedad es despreciable. a) Si el cohete expulsa gas con…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.61 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 8.61 . Un cohete de una etapa se enciende desde el reposo en una plataforma espacial donde la gravedad es despreciable. Si el combustible se quema en 50.0 s y la rapidez relativa de los gases de escape es…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.60 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 8.60 Un modelo de motor a reacción C6-5 tiene un impulso de durante 1.70 s mientras quema 0.0125 kg de combustible. El empuje máximo es de 13.3 N. La masa inicial del motor más combustible es de 0.0258 kg.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.59 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 8.59 Un cohete se enciende en el espacio profundo, donde la gravedad es despreciable, y en el primer segundo expulsa de su masa como gas de escape, adquiriendo una aceleración de 15.0 m>s 2 . ¿Qué rapidez relativa al…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.58 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 8.58 Un cohete se enciende en el espacio profundo, donde la gravedad es despreciable. Si su masa inicial es de 6000 kg y expulsa gas con velocidad relativa de 2000 m>s, ¿cuánto gas deberá expulsar en el primer segundo…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.57 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 8.57 . Un astronauta de 70 kg flota en el espacio en una unidad de maniobras tripulada (MMU, por las siglas de manned maneuvering unit) de 110 kg y sufre una aceleración de 0.029 m>s 2 al disparar uno…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.56 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 8.56 Un cohete pequeño quema 0.0500 kg de combustible cada segundo, expulsándolo como gas con una velocidad de 1600 m>s relativa al cohete. a) ¿Qué empuje tiene el cohete? b) ¿Funcionaría el cohete en el espacio exterior donde no…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.55 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 8.55 . El momento lineal de un modelo de avión controlado por radio está dada por [(20.75 kg?m>s 3 )t 2 1 (3.0 kg?m>s)] 1 (0.25 kg?m>s 2 )t . Determine las componentes x, y y z de la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.54 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 8.54 Un sistema consta de dos partículas. En t 5 0 una partícula está en el origen; la otra, cuya masa es de 0.50 kg, está en el eje y en y 5 6.0 m. En t 5 0…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.53 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 8.53 En el ejemplo 8.14 (sección 8.5), Ramón tira de la cuerda para adquirir una rapidez de 0.70 m>s. ¿Qué rapidez adquiere Santiago?   Solución: Solución 1: Canal CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL LIBRO FÍSICA SEARS ZEMANSKY 12…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.52 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 8.52 . En un instante dado, el centro de masa de un sistema de dos partículas está sobre el eje x en x 5 2.0 m y tiene una velocidad de Una partícula está en el origen. La otra…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.51 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 8.51 Una parte de una máquina consiste en una barra delgada uniforme de 4.00 kg y 1.50 m de longitud, unida en forma perpendicular mediante una bisagra a una barra vertical similar cuya masa es de 3.00 kg y…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.50 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 8.50 Una camioneta de 1200 kg avanza en una autopista recta a 12.0 m>s. Otro auto, de masa 1800 kg y rapidez 20.0 m>s, tiene su centro de masa 40.0 m adelante del centro de masa de la camioneta…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.49 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 8.49 Plutón y Caronte. El diámetro de Plutón mide aproximadamente 2370 km, y el diámetro de su satélite Caronte mide 1250 km. Aunque la distancia varía, sus centros a menudo están separados unos 19,700 km. Suponiendo que tanto Plutón…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.48 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 8.48 Calcule la posición del centro de masa del sistema formado por el Sol y Júpiter. (Como Júpiter tiene mayor masa que el resto de los planetas juntos, se obtendrá básicamente la posición del centro de masa del Sistema…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.47 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 8.47 Tres bloques de chocolate de forma rara tienen las siguientes masas y coordenadas del centro de masa: 1) 0.300 kg (0.200 m, 0.300 m); 2) 0.400 kg (0.100 m, 20.400 m); 3) 0.200 kg (20.300 m, 0.600 m).…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.46 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 8.46 Imagine que controla un acelerador de partículas que envía un haz de protones (masa m) a 1.50 3 107 m>s contra un objetivo gaseoso de un elemento desconocido. El detector indica que algunos protones rebotan en la misma…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.45 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 8.45 Moderadores. Los reactores nucleares canadienses usan moderadores de agua pesada en los que se dan choques elásticos entre neutrones y deuterones de masa 2.0 u (véase el ejemplo 8.11 en la sección 8.4). a) ¿Qué rapidez tiene un…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.44 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 8.44 Detalle el cálculo de a y b en el ejemplo 8.12 (sección 8.4).   Solución: Solución 1: Canal CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL LIBRO FÍSICA SEARS ZEMANSKY 12 EDICIÓN ¿Te sirvió el ejercicio? Compártelo ¿Tienes Dudas u…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.43 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 8.43 Una canica de 10.0 g se desliza a la izquierda a 0.400 m>s sobre una acera horizontal de Nueva York cubierta de hielo y sin fricción, y tiene un choque elástico de frente con una canica de 30.0…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.42 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 8.42 Un deslizador de 0.150 kg se mueve a la derecha a 0.80 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…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.41 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 8.41 Los bloques A (masa 2.00 kg) y B (masa 10.00 kg) se mueven en una superficie horizontal sin fricción. En un principio, el bloque B está en reposo y el A se mueve hacia él a 2.00 m>s.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.40 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 8.40 Usted y sus amigos efectúan experimentos de física en un estanque helado que sirve como superficie horizontal sin fricción. Samuel, de 80.0 kg, recibe un empujón y se desliza hacia el este. Abigail, de 50.0 kg, recibe también…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.39 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 8.39 Péndulo balístico. Una bala de rifle de 12.0 g se dispara a 380 m>s contra un péndulo balístico de 6.00 kg suspendido de un cordón de 70.0 cm de longitud (véase el ejemplo 8.8, sección 8.3). Calcule a)…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.38 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 8.38 . Una bala de 5.00 g se dispara horizontalmente a un bloque de madera de 1.20 kg que descansa en una superficie horizontal. El coeficiente de fricción cinética entre el bloque y la superficie es de 0.20. La…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.37 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 8.37 En el cruce de la Avenida Texas y el Paseo Universitario, un auto subcompacto amarillo de 950 kg que viaja al este por el paseo choca con una camioneta pickup color rojo de 1900 kg que viaja al…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.36 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 8.36 Defensa de las aves. Para proteger a sus crías en el nido, los halcones peregrinos vuelan tras las aves de rapiña (como los cuervos) con gran rapidez. En uno de tales episodios, un halcón de 600 g que…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.35 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 8.35 Dos automóviles, uno compacto con masa de 1200 kg y otro un “devorador de gasolina” de 3000 kg, chocan de frente a velocidades típicas de autopista. a) ¿Cuál experimenta un cambio de mayor magnitud en su momento lineal?…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.34 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 8.34 Dos patinadores chocan y quedan agarrados sobre una pista de hielo sin fricción. Uno de ellos, cuya masa es de 70.0 kg, se movía hacia la derecha a 2.00 m/s, mientras que el otro, cuya masa es de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.33 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 8.33 En un campo de fútbol americano muy lodoso, un apoyador de 110 kg taclea a un corredor de 85 kg. Justo antes del choque, el apoyador resbala con una velocidad de 8.8 m/s hacia el norte, y el…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.32 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 8.32 Un auto deportivo de 1050 kg se desplaza hacia el oeste a 15.0 m/s por una carretera horizontal cuando choca con un camión de 6320 kg, que viaja hacia el este por el mismo camino a 10.0 m/s. Los…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.31 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 8.31 Misión de profundo impacto. En julio de 2005, en la misión “Impacto Profundo” de la NASA, una sonda de 372 kg, que se desplazaba a 37,000 km/h, chocó directamente contra la superficie del cometa Tempel 1. La rapidez…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.30 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 8.30 Dos amorosas nutrias se acercan una a la otra deslizándose por una superficie horizontal lodosa (y sin fricción). Una de ellas, con masa de 7.50 kg, se desliza hacia la izquierda a 5.00 m/s, mientras que la otra,…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.29 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 8.29 Un pez de 15.0 kg, que nada a 1.10 m/s, de repente engulle un pez de 4.50 kg que estaba estacionario. Desprecie los efectos de arrastre del agua. a) Calcule la rapidez del pez grande inmediatamente después de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.28 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 8.28 Choque de asteroides. Dos asteroides de igual masa pertenecientes al cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter chocan de refilón. El asteroide A, que inicialmente viajaba a 40.0 m>s, se desvía 30.0° con respecto a su dirección original,…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.27 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 8.27 Masa cambiante. Un vagón abierto de 24,000 kg viaja sin fricción ni impulso sobre una vía horizontal. Está lloviendo muy fuerte, y la lluvia cae verticalmente. El vagón originalmente está vacío y tiene una rapidez de 4.00 m/s.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.26 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 8.26 Un astronauta en el espacio no puede utilizar una báscula o balanza para pesar los objetos porque no hay gravedad. Pero cuenta con dispositivos para medir la distancia y el tiempo de manera exacta. El astronauta sabe que…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.25 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 8.25 Dos patinadores, Daniel (65.0 kg) y Rebeca (45.0 kg) están practicando. Daniel se detiene para atar su agujeta y es golpeado por Rebeca, quien se desplazaba a 13.0 m/s antes de chocar con él. Después del choque, Rebeca…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.24 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 8.24 Usted está de pie sobre una gran plancha de hielo sin fricción, sosteniendo una gran roca. Para salir del hielo, usted avienta la roca de manera que ésta adquiere una velocidad relativa a la Tierra de 12.0 m/s,…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.23 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 8.23 El núcleo de 214Po decae radiactivamente emitiendo una partícula alfa (masa 6.65 x 10-27 kg) con una energía cinética 1.23 x 10-12 J, medida en el marco de referencia del laboratorio. Suponiendo que el núcleo estaba inicialmente en…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.22 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 8.22 Un núcleo atómico súbitamente se fisiona (se divide) en dos. El fragmento A, de masa mA, viaja hacia la izquierda con una rapidez vA. El fragmento B, de masa mB, viaja hacia la derecha con una rapidez vB.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.21 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 8.21 Un cazador que se encuentra sobre un estanque congelado y sin fricción utiliza un rifle que dispara balas de 4.20 g a 965 m/s. La masa del cazador (incluyendo su rifle) es de 72.5 kg; el hombre sostiene…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.20 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 8.20 El bloque A de la figura 8.35 tiene una masa de 1.00 kg, y el B, de 3.00 kg. A y B se juntan a la fuerza, comprimiendo un resorte S entre ellos; luego, el sistema se suelta…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.19 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 8.19 Los gases en expansión que salen por el cañón de un rifle también contribuyen al retroceso. Una bala de calibre .30 tiene una masa de 0.00720 kg y una rapidez de 601 m/s relativa al cañón del rifle,…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.18 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 8.18 Cuando los automóviles están equipados con parachoques flexibles, rebotan durante los choques a baja rapidez, provocando daños menores. En un accidente de este tipo, un auto de 1750 kg viaja hacia la derecha a 1.50 m/s y choca…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8.17 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 8.17 En una mesa de aire horizontal sin fricción, el disco A (con masa de 0.250 kg) se mueve hacia el B (con masa de 0.350 kg) que está en reposo. Después del choque, A se mueve a 0.120…