Física Clase Dinámica IV: MOMENTUM

Ejercicio PSU Proceso de admisión 2003 Pregunta 4. Módulo Electivo. En los 3 últimos años, el contenido Conservación de Momentum no ha estado presente en la PSU, sin embargo, esta dentro del marco curricular, esto significa que puede ser preguntado en la próxima PSU.

Objetivos Al término de la unidad, usted deberá: Comprender el concepto de momentum. Comprender el concepto de impulso. Reconocer los diferentes tipos de choques. Aplicar las ecuaciones de impulso y momentum a la resolución de problemas.

Conservación del movimiento ¿Te has preguntado alguna vez cómo pueden maniobrar y moverse las naves en el espacio exterior? Allá no existe nadie que pueda tirarlas o empujarlas, no existen carreteras ni caminos donde éstas puedan moverse; tampoco existe aire, como en nuestro planeta, de modo que puedan volar. Entonces, ¿cómo lo hacen?. Fuente: tuslujos.com 4

MOMENTUM: CANTIDAD DE MOVIMENTO El momentum, es un vector que está relacionado con la inercia de un cuerpo. Es directamente proporcional a la masa y a la velocidad del cuerpo. Unidades para momentum S.I.: [kg · m/s] C.G.S.:[g · cm/s]

MOMENTUM: CANTIDAD DE MOVIMENTO En nuestra vida cotidiana:

Momentum Ejercicio 1 Un ciclista de masa 70 [kg] se desplaza, por una colina, con una velocidad de -15 [m/s]î. ¿Cuál es el momentum del ciclista en ese momento? A) -1050 [kg·m/s]î B) - 85 [kg·m/s]î [kg·m/s]î 1050 [kg·m/s]î A Aplicación

MOMENTUM: CANTIDAD DE MOVIMENTO Interpretación gráfica En un gráfico P/ V, la pendiente del grafico representa el Masa del cuerpo. ¿DESCUBRE QUE PODRÍA SIGNIFICAR EL ÁREA?

B Momentum Ejercicio N° 2 3 Para el gráfico adjunto, determine la masa del cuerpo. A) 0,02 [kg] B) 50 [kg] C) 150 [kg] D) 225 [kg] E) 450 [kg] 3 B Comprensión

IMPULSO Es una cantidad vectorial, cuya dirección y sentido coinciden con la fuerza aplicada. Su magnitud está dada por Unidades para impulso S.I.: [N · s] C.G.S.:[dina · s]

IMPULSO El Impulso en nuestra vida cotidiana:

C Momentum Ejercicio N° 3 Un niño empuja un carrito durante 7 segundos, logrando que la magnitud del impulso sea de 350 [N·s]. ¿Cuál fue la magnitud de la fuerza aplicada por el niño sobre el carrito? 0,02 [N] 7 [N] 50 [N] 350 [N] 2450 [N] C Aplicación

IMPULSO Interpretación gráfica En un gráfico F/ t, el área bajo la curva representa el impulso ejercido, tanto si la fuerza es constante o variable. Fuente: DC-Shoes-Unknown

B Momentum Ejercicio N° 4 Durante un determinado tiempo, se aplica una fuerza variable sobre un cuerpo de masa desconocida, tal como lo indica el gráfico adjunto. ¿Cuál es impulso aplicado sobre el cuerpo, al cabo de 20 segundos? A) 20 [N·s] B) 60 [N·s] C) 80 [N·s] D)100 [N·s] E)120 [N·s] B Análisis

B Momentum Ejercicio N° 5 Para la situación representada en el gráfico adjunto, determine la magnitud de la fuerza aplicada. A) 0,05 [N] B) 20 [N] C) 100 [N] D) 250 [N] E) 500 [N] B Comprensión

RELACIÓN ENTRE IMPULSO Y MOMENTUM La aplicación de un impulso sobre un cuerpo produce una variación del momentum.

D Momentum Ejercicio N° 6 Sobre un cuerpo de masa 10 [kg] inicialmente en reposo, actúa una fuerza durante 2 [s], adquiriendo una rapidez de 4 [m/s]. ¿Cuál es la magnitud del impulso aplicado? A) 10 [Ns] B) 20 [Ns] C) 30 [Ns] D) 40 [Ns] E) 50 [Ns] D Comprensión

CHOQUES: CONSERVACIÓN DEL MOMENTUM En ausencia de fuerzas externas, el momentum del sistema se conserva. En un choque o explosión, la suma vectorial de las cantidades de movimiento de los móviles justamente antes del evento, es igual a la suma vectorial de las cantidades de movimiento inmediatamente después.

CHOQUES: CONSERVACIÓN DEL MOMENTUM COEFICIENTE DE RESTITUCIÓN (e) Para toda colisión entre dos cuerpos que se mueven en una línea recta, el coeficiente de restitución está dado por

CHOQUES: CONSERVACIÓN DEL MOMENTUM TIPOS DE CHOQUES: ELÁSTICO: Los cuerpos no sufren deformación permanente. (e = 1) INELÁSTICO: Los cuerpos sufren deformación permanente. (e < 1) PLÁSTICO (perfectamente inelástica): Los cuerpos quedan unidos después del choque. (e = 0)

C Momentum Ejercicio N° 7 Un tractor de masa 4 [ton] se desplaza por la carretera y choca de frente con un auto de masa 900 [kg] que viajaba a 80 [km/h] en sentido contrario. Si inmediatamente después del choque los vehículos quedan detenidos, ¿qué rapidez llevaba el tractor antes de chocar? A) 12 [km/h] B) 16 [km/h] C) 18 [km/h] D) 20 [km/h] E) 25 [km/h] C Aplicación

Resuelve el ejercicio PSU Proceso de admisión 2003 Pregunta 4. Módulo Electivo. E Análisis

Síntesis Momentum Conservación Variación Momentum Impulso