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FÍSICA I -Licenciaturas de Física y Matemáticas

PRÁCTICO Nº 4 - Sistemas de partículas, cantidad de movimiento y choques


Ejercicio 1.- Un hombre de masa m se halla asido a una escalera de cuerda suspendida de un globo de masa M; véase la figura. El globo se halla estático respecto al terreno.
a) Si el hombre comienza a trepar por la escalera a una velocidad v (con respecto a laescalera), ¿en qué dirección y a qué velocidad (respecto a la tierra) se moverá el globo?
b) ¿Cuál es el estado de movimiento después de que el hombre deja de trepar?


Ejercicio 2.- Una persona de m = 60,0 kg que corre a una velocidad inicial de v0 = 4,00 m/s salta sobre un carrito de M = 120 kg inicialmente en reposo. La persona se desliza sobre la superficie del carro y por último se detienerespecto al carro. El coeficiente de fricción cinético entre ka persona y el carro es μ = 0,400 y la fricción entre el carro y el suelo puede ignorarse.
a) Determine la velocidad final de la persona y el carro en relación con la Tierra.
b) Encuentre la fuerza de fricción ejercida sobre la persona mientras se desliza sobre la superficie del carro.
c) Estime durante cuánto tiempo actúa la fuerzade fricción sobre la persona.
d) Encuentre la variación de cantidad de movimiento (p) de la persona y del carro.
e) Determine el desplazamiento de la persona en relación con la Tierra mientras se desliza sobre la superficie del carro.
f) Determine el desplazamiento del carro respecto a la Tierra mientras la persona se desliza sobre su superficie.
g) Encuentre el cambio de energía cinética de lapersona y del carro.
h) Explique por qué son diferentes los cambios de energía calculados en la parte anterior.

Ejercicio 3.- Se dispara una bala de un arma con una velocidad de salida de 466 m/s, formando un ángulo de 57,4º con la horizontal. En la parte más alta de la trayectoria, la bala explota en dos fragmentos de igual masa. Uno de los fragmentos, cuya velocidad inmediatamente despuésde la explosión es cero, cae verticalmente. ¿A qué distancia del cañón cae el otro fragmento, suponiendo un terreno llano?

Ejercicio 4.- Un niño de 40,0 kg está parado en un extremo de un bote de 70,0 kg que mide 4,00 m de largo. El bote está inicialmente a 3,00 m del muelle. El niño ve una tortuga sobre una roca en el otro extremo del bote y comienza a caminar hacia dicho extremo paraatrapar a la tortuga. Ignore la fricción entre el bote y el agua.
a) Describa el movimiento subsecuente del sistema (niño +bote).
b) ¿Dónde está el niño respecto del muelle cuando él alcanza el otro extrema del bote?
c) ¿Atrapará el niño la tortuga? (Suponga que él puede alcanzar una distancia de 1,00 m fuera del bote desde el extremo de éste, y que la tortuga estaba a 10,0 cm del extremo del bote,antes de comenzar a caminar).

Ejercicio 5.- Ricardo, que tiene una masa de 78,4 kg, y Judith, quien pesa menos, se divierten en el anochecer de un lago dentro de una canoa de 31,6 kg. Cuando la canoa está en reposo en aguas tranquilas, intercambian asientos, los cuales se hayan separados a una distancia de 2,93 m y simétricamente separados con respecto a centro de la canoa. Ricardo observaque la canoa se movió 41,2 cm con relación a un tronco sumergido y calcula la masa de Judith. ¿Cuál es esta masa?




Ejercicio 6.- (Examen Diciembre 2008) - La figura muestra un chorro de agua que incide perpendicularmente sobre una pared estacionaria. La velocidad del agua vale v = 2,00 m/s y se proyecta un caudal de q = 2,25 litros/s. Asumiendo que el agua se mueve paralelamente a lapared luego de incidir sobre la misma, ¿cuánto vale la fuerza que se ejerce sobre la pared debido a la incidencia del chorro de agua?

Ejercicio 7.- Guillermo lanza una pelota de frontón de mano, de 120 g, hacia la pared, para que choque con ella a una velocidad de 10,0 m/s formando un ángulo de 45,0º con el muro. Rebota con la misma rapidez.

a) ¿Qué impulso impartió la pared a la pelota?, y,...