Colisiones

EJERCICIOS Y PROBLEMAS PROPUESTOS Colisiones

1. Daish escribió que, entre los golfistas profesionales, la velocidad inicial de la pelota al dejar la cabeza del palo es de alrededor de 140 mi/h. Éldice también: (a) “si con el edificio Empire State (de 300 m de altura) se pudiera golpear a la bola a la misma velocidad que la cabeza del palo, la velocidad inicial de la bola aumentaría únicamentealrededor del 2%” y (b) que, una vez que el golfista ha iniciado su golpe, el disparo de una cámara fotográfica, un estornudo, etc. no ejercerán efecto alguno en el movimiento de la pelota. ¿Puedeusted dar argumentos cualitativos que apoyen estas dos afirmaciones?

2. Un jugador de fútbol americano, momentáneamente en reposo sobre el campo, cacha una pelota cuando es tacleado por un corredordel equipo contrario. Ésta es, ciertamente, una colisión (¡inelástica!) y el ímpetu debe conservarse. En el marco de referencia del campo de fútbol, existe un ímpetu antes de la colisión pero noparece existir ninguno después de la colisión. ¿Realmente se conserva el ímpetu lineal? De ser así, explique cómo. Si no, explique por qué.

3. Una bola de 325 g a una velocidad v de 6.22 m/s golpea unapared con un ángulo de 33.0º y luego rebota con la misma velocidad y ángulo (figura). Está en contacto con la pared durante 10.4 ms. (a) ¿Qué impulso experimentó la bola? (b) ¿Cuál fue la fuerzapromedio ejercida por la bola contra la pared?

4. Un experto en karate rompe un tablero de pino de 2.2 cm de espesor con un golpe seco de su mano. Una fotografía estroboscópica demuestra que la mano,cuya masa puede considerarse como 540 g, golpea la parte superior del tablero con una velocidad de 9.5 m/s y llega al reposo 2.8 cm por debajo de este nivel. (a) ¿Cuál es la duración de tiempo delgolpe de karate (suponiendo una fuerza constante)? (b) ¿Qué fuerza promedio fue aplicada?

5. La cabeza de un palo de golf que se mueve a 45.0 m/s golpea una pelota de golf (masa = 46.0 g) que...