fisica

LABORATORIO N° 6
CANTIDAD DE MOVIMIENTO E IMPULSO

I. OBJETIVOS
1.1 Comprobar experimentalmente la cantidad de movimiento.
1.2 Determinar los valores de los parámetros indicados en el impulso y cantidad de movimiento a partir de la construcción de los gráficos correspondientes.

II. MATERIAL DIDACTICO

Instrumentos y/o equipos
Sensor de fuerza
Xplorer GLX

MATERIALESCarril
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III. DESARROLLO DEL LABORATORIO
En este laboratorio se dará el impulso que es igual a la variación de cantidad de movimiento con la formula J=∆p, con ayuda del GLX xplorer y el sensor de movimiento obtenemos los datos necesarios para obtener la gráfica deseada, aproximada tal como la siguiente:

Datos:
m=0,254kg
vo=1,34m/s
vf=-1.11m/s
Área de grafica=J=0,658J=∆p ∆p=m (vf - vo)
∆p=0,658(-1.11-11.34)
∆p=0,65
La diferencia es mínima de 0,008 esto da a entender que la lay J=∆p cumple con la practica realizase
IV. CUESTIONARIO DE APLICACIÓN

Problema n° 1) Una pelota de béisbol de 0,15 kg de masa se está moviendo con una velocidad de 40 m/s cuando es golpeada por un bate que invierte su dirección adquiriendo una velocidad de 60 m/s, ¿quéfuerza promedio ejerció el bate sobre la pelota si estuvo en contacto con ella 5 ms?.

p₀ = m v₀ = 0.15 kg × (−40 m/s) = −6kg•m/s.
p = m v = 0.15 kg × 60 m/s = 9 kg m/s.

• Por tanto, el cambio en p es
∆p = [9 − (−6)] kg m/s = 15 kg m/s.

• El impulso F.t es igual al cambio en p:
F.t = ∆p

F = ∆p / t = 15 kg m/s / 0.005 s = 3 000 kg m/s² = 3 000 N

Problema n° 2) Un taco golpea a unabola de billar ejerciendo una fuerza promedio de 50 N durante un tiempo de 0,01 s, si la bola tiene una masa de 0,2 kg, ¿qué velocidad adquirió la bola luego del impacto?

pf - pi = I Δp = I
m.vf - m.vi = F.t
m.(vf - vi) = F.t
vf - vi = F.t/m
vf = F.t/m
vf = 50 N.0,01 s/0,2 kg
vf = 2,5 m/s

Problema n° 3) Una fuerza actúa sobre un objeto de 10 kg aumentando uniformemente desde 0hasta 50 N en 4 s. ¿Cuál es la velocidad final del objeto si partió del reposo?
F = (Ff + Fi)/2= (50 N + 0 N)/2
F = 25 N
Δp = I
pf - pi = I
m.vf - m.vi = F.t
m.(vf - vi) = F.t
vf - vi = F.t/m
vf = F.t/m
vf = 25 N.4 s/10 kg
vf = 10 m/s

Problema n° 4) Se rocía una pared con agua empleando una manguera, la velocidad del chorro de agua es de 5 m/s, su caudal es de 300 cm ³/s, sila densidad del agua es de 1 g/cm ³ y se supone que el agua no rebota hacia atrás, ¿cuál es la fuerza promedio que el chorro de agua ejerce sobre la pared?
Φ M = Φ V. Δ
ΦM = 300 cm ³/s.1 g/cm ³
ΦM = 300 g/s (caudal másico)
Φ M = 0,3 kg/s
Porlotanto t = 1 s y la masa de agua es m = 0,3 kg
Δp = I
pf - pi = I
m.vf - m.vi = F.t
F = m.(vf - vi)/t
F = 0,3 kg.(5 m/s - 0 m/s)/1 s
F= 1,5N

Problema n° 5) Se dispara horizontalmente una bala de 0,0045 kg de masa sobre un bloque de 1,8 kg de masa que está en reposo sobre una superficie horizontal, luego del impacto el bloque se desplaza 1,8 m y la bala se detiene en él. Si el coeficiente de rozamiento cinético entre el bloque y la superficie es de 0,2, ¿cuál era la velocidad inicial de la bala?



FR = m.a
N = P
FR = μ.P
P = m.g (siendo g = 10 m/s ² aceleración de la gravedad)
m.a = μ .m.g
a = μ .g
a = (0, 2) x10 m/s ²
a = 2 m/s ²
De cinemática sabemos que:
V2f ² - v1i ² = 2.a.Δx
como la velocidad final del bloque es 0 m/s:
vi ² = - 2.a.Δx
vi ² = -2.(- 2 m/s ²).1,8 m
vi ² = 7,2 m ²/s ²
vi = 2,683 m/s (1)
Δ pi = Δ pf
p1i + p2i = p1f + p2f
m1.v1i + m2.v2i = m1.v1f + m2.v2f
pero como v2i = 0 m/s yv1f = 0 m/s:
m1.v1i = m2.v2f
Reemplazando con (1) vi = v2f:
m1.v1i = m2.vi
v1i = m2.vi/m1
v1i = 1,8 kg.2,683 (m/s)/0,0045 kg
v1i = 1073 m/s


Problema n° 6) Se dispara una bala de 0,01 kg de masa contra un péndulo balístico de 2 kg de masa, la bala se incrusta en el péndulo y éste se eleva 0,12 m medidos verticalmente, ¿cuál era la velocidad inicial de la bala?.

Δ pi = Δ pf
p1i...