Capítulo 15: Cinética de una partícula: impulso y cantidad de movimiento

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15.45 DINÁMICA HIBBELER 15.45 El bloque A de 20 kg es remolcado hacia arriba de la rampa de la carretilla de 40 kg por un motor M montado en un costado de ésta. Si el motor enrolla el cable con una velocidad constante…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15.44 DINÁMICA HIBBELER 15.44 El bloque A tiene una masa de 2 kg y se desliza hacia el extremo abierto de la caja B con una velocidad de 2 m/s. Si la masa de la caja B es de 3 kg y descansa…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15.43 DINÁMICA HIBBELER 15.43 El bloque A tiene una masa de 2 kg y se desliza hacia el extremo abierto de la caja B con una velocidad de 2 m/s. Si la masa de la caja B es de 3 kg y descansa…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15.42 DINÁMICA HIBBELER 15.42 El muchacho de 75 kg salta de la carretilla A con una velocidad horizontal de v’ = 3 m/s medida con respecto a la carretilla. Determine la velocidad de la carretilla A justo después del salto. Si luego cae…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15.41 DINÁMICA HIBBELER 15.41 Un proyectil de 4 kg viaja con una velocidad horizontal de 600 m/s antes de que explote y se rompa en dos fragmentos A y B de 1.5 kg y 2.5 kg de masa, respectivamente. Si los fragmentos viajan…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15.40 DINÁMICA HIBBELER 15.40 Un proyectil de 4 kg viaja con una velocidad horizontal de 600 m/s antes de que explote y se rompa en dos fragmentos A y B de 1.5 kg y 2.5 kg de masa, respectivamente. Si los fragmentos viajan…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15.39 DINÁMICA HIBBELER 15.39 Dos automóviles A y B, tienen una masa de 2 Mg y 1.5 Mg, respectivamente. Determine las magnitudes de vA y vB si los automóviles chocan y permanecen en contacto mientras se desplazan con una velocidad común de 50…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15.38 DINÁMICA HIBBELER 15.38 El paquete de 40 kg se lanza con una rapidez de 4 m/s sobre la carretilla de 20 kg de masa. Si se desliza sobre la superficie lisa y choca con el resorte, determine la velocidad de la carretilla…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15.37 DINÁMICA HIBBELER 15.37 El malacate en la parte trasera del jeep A se echa a andar y tira de la cuerda a 2 m/s con respecto al jeep. Si tanto el automóvil B de 1.25 Mg como el jeep A de 2.5…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15.36 DINÁMICA HIBBELER 15.36 La masa del bloque A es de 4 kg y la del bloque B es de 6 kg. Un resorte de rigidez k = 40 N/m, está sujeto a B y se comprime 0.3 m contra A como se…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15.35 DINÁMICA HIBBELER 15.35 La masa de cada uno de los bloques A y B es de 5 kg y cuelgan de cuerdas paralelas. Un resorte de rigidez k = 60 N/m, está sujeto a B y se comprime 0.3 m contra A…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15.34 DINÁMICA HIBBELER 15.34 El automóvil A pesa 4500 lb y viaja hacia la derecha a 3 pies/s. Mientras tanto, un automóvil B de 3000 lb  lo hace a 6 pies/s hacia la izquierda. Si los automóviles chocan de frente y se enganchan,…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15.33 DINÁMICA HIBBELER 15.33 Un carro de ferrocarril de 15 Mg de masa rueda libremente a 1.5 m/s sobre una vía horizontal. Al mismo tiempo, otro carro de 12 Mg de masa hace lo mismo a 0.75 m/s en la dirección opuesta. Si…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15.32 DINÁMICA HIBBELER 15.32 El cañón de 500 lb dispara horizontalmente una bala de 10 lb como se muestra. Si la velocidad de salida de la bala es de 2000 pies/s, medida con respecto al suelo, determine la velocidad de retroceso del cañón…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15.31 DINÁMICA HIBBELER 15.31 La combinación de motor y cable que se muestra en la figura sube el bloque de 50 kg por el plano inclinado. El coeficiente de fricción cinética entre el bloque y la superficie es µk = 0.4. Si el…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15.30 DINÁMICA HIBBELER 15.30 La pelota de béisbol de 0.15 kg tiene una rapidez v = 30 m/s justo antes de que el bate la golpee. Entonces vuela a lo largo de la trayectoria mostrada antes de que el jardinero la atrape. Determine…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15.29 DINÁMICA HIBBELER 15.29 La pelota de golf de 0.1 lb recibe el golpe del palo y entonces vuela a lo largo de la trayectoria mostrada. Determine la fuerza impulsora promedio que el palo imparte a la pelota si aquél se mantiene en…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15.28 DINÁMICA HIBBELER 15.28 El malacate genera una fuerza de tensión horizontal F en su cable A el cual varía como se muestra en la gráfica. Determine la rapidez de la cubeta de 80 kg cuando t = 24 s. Originalmente la cubeta…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15.27 DINÁMICA HIBBELER 15.27 El malacate genera una fuerza de tensión horizontal F en su cable A el cual varía como se muestra en la gráfica. Determine la rapidez de la cubeta de 70 kg cuando t = 18 s. Originalmente la cubeta…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15.26 DINÁMICA HIBBELER 15.26 El motor M jala el cable con una fuerza F, cuya magnitud varía como se muestra en la gráfica. Si el embalaje de 20 kg originalmente está descansando en el suelo de modo que la tensión en el cable…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15.25 DINÁMICA HIBBELER 15.25 El tren se compone de una máquina E de 30 Mg y de los carros A, B y C, cuya masa es de 15 Mg, 10 Mg y 8 Mg, respectivamente. Si las vías proporcionan una fuerza de tracción…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15.24 DINÁMICA HIBBELER 15.24 En una partícula de 0.5 kg actúa una fuerza F = {2t2i – (3t + 3)j +(10 – t2)k} N, donde t está en segundos. Si la velocidad inicial de la partícula es v0 = {5i + 10j +…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15.23 DINÁMICA HIBBELER 15.23 Las fuerzas F1 y F2 varían como se muestra en la gráfica. El disco liso de 5 kg se mueve hacia la izquierda a 3 m/s cuando t = 0. Determine la magnitud y dirección de su velocidad cuando…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15.22 DINÁMICA HIBBELER 15.22 En el instante en que el cable se rompe, el embalaje de 200 lb se desplaza hacia arriba a 15 pies/s. Determine su rapidez 2 s después. El coeficiente de fricción cinética entre el embalaje y el plano es…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15.21 DINÁMICA HIBBELER 15.21 El bloque corredizo de 40 kg se mueve a la derecha a 1.5 m/s cuando las fuerzas F1 y F2 actúan en él. Si estas fuerzas varían como se muestra en la gráfica, determine la rapidez del bloque cuando…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15.20 DINÁMICA HIBBELER 15.20 Determine la velocidad de cada bloque 2 s después de que los bloques se sueltan del punto de reposo. Ignore la masa de las poleas y la cuerda. Solución: Solución 1: Canal CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15.19 DINÁMICA HIBBELER 15.19 Al principio, un bloque de 30 lb se mueve a lo largo de una superficie horizontal lisa con una rapidez v1 = 6 pies/s hacia la izquierda. Si en él actúa una fuerza F, la cual varía como se…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15.18 DINÁMICA HIBBELER 15.18 La fuerza que actúa en el proyectil de masa m al desplazarse horizontalmente a través del cañón es F = C sen(πt/t’). Determine la velocidad del proyectil cuando t = t’. Si el proyectil llega al final del cañón…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15.17 DINÁMICA HIBBELER 15.17 La ballena jorobada de 5.5 Mg está varada en la playa debido a cambios en la marea. En un esfuerzo por rescatarla, se utiliza un remolcador de 12 Mg para liberarla mediante una cuerda inextensible atada a su cola.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15.16 DINÁMICA HIBBELER 15.16 El motor M levanta el embalaje de 100 kg. El motor ejerce una fuerza en el cable de T = (200t1/2 + 150) N, donde t está en segundos. Si el embalaje comienza a elevarse del punto de reposo…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15.15 DINÁMICA HIBBELER 15.15 El motor M levanta el embalaje de 100 kg. Si la velocidad del embalaje se incrementa de manera uniforme de 1.5 m/s a 4.5 m/s en 5 s, determine la tensión desarrollada en el cable durante el movimiento. Solución:…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15.14 DINÁMICA HIBBELER 15.14 El bloque liso de 10 kg se desplaza a la derecha con una velocidad de v0 = 3 m/s cuando se le aplica una fuerza F. Si la fuerza varía como se muestra en la gráfica, determine la velocidad…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15.13 DINÁMICA HIBBELER 15.13 El ensamble del elemento de combustible de un reactor nuclear pesa 600 lb. Suspendido en posición vertical de H e inicialmente en reposo, se le imparte una velocidad hacia arriba de 5 pies/s en 0.3 s. Determine la tensión…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15.12 DINÁMICA HIBBELER 15.12 Si se supone que la fuerza que actúa en una bala de 2 g, cuando pasa horizontalmente a través del cañón de un rifle, varía con el tiempo como se muestra, determine la fuerza neta máxima F0 aplicada a…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15.11 DINÁMICA HIBBELER 15.11 El pequeño bloque de 20 lb está colocado sobre el plano inclinado y sometido a fuerzas de 6 lb y 15 lb que actúan paralelas a los bordes AB y AC, respectivamente. Si en un principio el bloque está…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15.10 DINÁMICA HIBBELER 15.10 El gabinete de 20 lb se somete a la fuerza F = (3 + 2t) lb, donde t está en segundos. Si el gabinete inicialmente se mueve hacia abajo del plano con una rapidez de 6 pies/s, determine cuánto…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15.9 DINÁMICA HIBBELER 15.9 El buque tanque tiene una masa de 130 Gg. Si originalmente está en reposo, determine su rapidez cuando t = 10 s. El empuje horizontal provisto por su hélice varía con el tiempo como se muestra en la gráfica.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15.8 DINÁMICA HIBBELER 15.8 El jeep de tracción en las cuatro ruedas de 1.5 Mg se utiliza para empujar dos embalajes idénticos, cada uno de 500 kg de masa. Si el coeficiente de fricción estática entre las llantas y el suelo es µs…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15.7 DINÁMICA HIBBELER 15.7 Determine la rapidez máxima alcanzada por el trineo de cohete de 1.5 Mg si los cohetes proporcionan el empuje que se muestra en la gráfica. Inicialmente, el trineo está en reposo. Ignore la fricción y la pérdida de masa…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15.6 DINÁMICA HIBBELER 15.6 Un tren se compone de una máquina de 50 Mg y tres vagones cada uno de 30 Mg de masa. Se requieren 80 s para que el tren incremente su rapidez de manera uniforme a 40 km/h, a partir…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15.5 DINÁMICA HIBBELER 15.5  Si al cilindro A se le imparte una rapidez inicial hacia abajo de 2 m/s, determine la rapidez de cada cilindro cuando t = 3 s. Ignore la masa de las poleas. Solución: Solución 1: Canal CONSULTA AQUÍ OTROS…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15.4 DINÁMICA HIBBELER 15.4 El tractor nivelador de 28 Mg originalmente está en reposo. Determine su rapidez cuando t = 4 s si la tracción horizontal F varía con el tiempo como se muestra en la gráfica.  Solución: Solución 1: Canal CONSULTA AQUÍ…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15.3 DINÁMICA HIBBELER 15.3 La gráfica muestra la fuerza de reacción vertical de la interacción zapato-suelo como una función del tiempo. El primer pico actúa en el talón, el segundo en la punta del pie. Determine el impulso total que actúa en el…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15.2 DINÁMICA HIBBELER 15.2 El “jump jet” de 12 Mg es capaz de despegar verticalmente desde la cubierta de un buque. Si sus turborreactores ejercen una fuerza vertical constante de 150 kN en el avión, determine su velocidad y qué tan alto sube…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15.1 DINÁMICA HIBBELER 15.1 A un bloque de 5 lb se le imparte una velocidad inicial de 10 pies/s hacia arriba por una pendiente lisa de 45°. Determine el tiempo durante el cual se mueve hacia arriba antes de detenerse. Solución: Solución 1:…