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Universidad Nacional de Colombia
Departamento de Física
FUNDAMENTOS DE MECÁNICA
Profesor: José Benavides Blanco
Ejercicios sobre Cantidad de movimiento y Energía

Ejercicio 1: Usted está viendo un especial de la National Geographic. Un segmento del programa

está dedicado a cierto pez “cazador” que habita en los ríos del sureste asiático. El pez mata los
insectos (su comida preferida)cuando los golpea arrojándoles un chorro de agua. El narrador del
programa dice que el pez “cazador” mantiene la boca en la superficie del agua y lanza un chorro
a aproximadamente 4.0 m/s. Una escena muestra como uno de estos peces, por medio del chorro
de agua, hace caer una polilla desde una hoja hasta el agua. Usted observa que la hoja está a 75
cm de la superficie de agua y se pregunta quéángulo debe formar con la horizontal el chorro de
agua que sale de la boca del pez. Supone que puede hacer este cálculo durante los próximos
comerciales.
Ejercicio 2: Una artista, amiga suya, está diseñando una escultura animada; conocedora de sus

conocimientos de física le solicitó ayuda. Parte de la escultura es un objeto de 6.0 kg (por
supuesto usted no entiende que representa este objeto,pero se supone que es arte), y otra parte es
un objeto de 4.0 kg suspendidos verticalmente desde los extremos opuestos de un cable muy
delgado y flexible. El cable pasa sobre un tubo de acero cilíndrico, horizontal que está a 3.0 m del
suelo. La fuerza de fricción entre el tubo y el cable es despreciable. El objeto de 6.0 kg está a 2.0
m del suelo y el otro a 0.50 m mientras la obra estáquieta. Cuando el sistema libera el objeto de
6.0 kg, las dos partes de la escultura aceleran sin chocar entre sí y, eventualmente, una de ellas
llegará al piso. La preocupación de su amiga es si, debido a la velocidad con que llega el objeto al
suelo, se puede dañar el piso del salón de exposición.
Ejercicio 3: Un artista de circo que actúa como una bala de cañón humana regresó del hospitaldonde estuvo reponiéndose de las heridas que sufrió cuando aterrizó en un cojín de aire
inapropiado. Pero decidió celebrar su regreso efectuando una presentación diferente. Ahora
pretende saltar desde lo alto de una torre de 30 m con una cuerda elástica amarrada a un tobillo y
el otro extremo de la cuerda fijo a la parte superior de la torre. La cuerda es muy liviana, pero
suficientementeresistente y elástica para que nuestro artista pueda parar sin que la cuerda le
arranque la pierna. Esta cuerda ejerce una fuerza que obedece la misma relación matemática que
un resorte. Él quiere una cuerda de 22.5 m de longitud de manera que le permita estar en caída
libre durante 22.5 m antes de que la cuerda empiece a elongarse. Para minimizar la fuerza que la
cuerda ejerce sobre su pierna, élquiere que la cuerda se elongue lo máximo posible. Usted es el
encargado de comprar la cuerda y por lo tanto debe determinar la constante de fuerza elástica que
caracteriza la cuerda. Sabe que el artista pesa 85 kg y mide 1.80 m. Con el propósito de lograr un
efecto más dramático el artista efectuará el salto desde el borde de una tabla colocada en la parte
superior de la torre. Las pruebasindican que la máxima velocidad que adquiere al saltar desde la
tabla es de 3 m/s. desprecie la resistencia del aire en sus cálculos.
Ejercicio 4: Usted hace parte de un comité que estudia las lesiones que sufren los estudiantes de

secundaria en el desarrollo de los programas deportivos. Últimamente el comité estudia las

lesiones en los tobillos de los practicantes del “basketball". Usteddecide observar las prácticas
con el propósito de encontrar movimientos que produzcan fuerzas verticales muy intensas sobre
los tobillos. Se da cuenta que un estudiante de 40 kg salta 1.0 m. directamente hacia arriba y
lanza la pelota de 0.80 kg desde el punto más alto de su salto. La trayectoria de la bola usted
deduce que abandona la mano del jugador formando un ángulo de 300 con la...