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FISICA GENERAL CIENCIAS NATURALES
2013
Práctica 6: Centro de masa y conservación de la cantidad de movimiento
Preguntas de repaso:
a) Una muchacha salta de bote a un muelle ¿Por qué debe hacerlo con más energía de la que
necesitaría si lo hiciese sobre la misma distancia de un muelle a otro?
b) ¿Puede un objeto no tener masa en su centro de masas?
c) Dos objetos que se mueven con la misma rapidez y poseen la misma masa ¿Tienen la misma
cantidad de movimiento?
1) Si las masas de la figura siguiente son de 1kg, 3kg, 1kg, 2kg y 4kg respect ivamente
y están localizadas en los puntos (1,0), (3/2,0), (-2,0), (-3,0) y (-7/2,0) hallar la
posición del centro de masas.
2) Una molécula de agua está formada por un átomo de oxigeno y dos átomos de hidrogeno. El
átomo de oxigeno tiene una masa de 16 unidades de masa atómica (u) y cada átomo de
hidrogeno tiene una masa de 1 u. Cada uno de los átomos de hidrogeno están separados una
distancia media de 96. 10-12 m del átomo de oxigeno y separados entre sí por un ángulo de 104,5 .
Determinar la posición del centro de masas.
3) Un deportista especialista en salto en garrocha llega al punto en donde inicia el salto con una
velocidad de 10 m/seg. Suponiendo que la garrocha permite transformar toda la energía cinética
en potencial ¿Cuál es la altura máxima que puede alcanzar suponiendo que su centro de masas
esta a 1m de altura respecto al suelo en el momento de despegue? En la técnica del salto
mostrada en la figura siguiente se observa que aun cuando el centro de masas este 20 cm por
debajo del listón el atleta puede superarlo siempre que tenga una velocidad residual en ese punto
de 1 m/seg. (Despreciar la masa de la pértiga frente a la masa del deportista).
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4) En un instante dado el centro de masas de un sistema de dos partículas esta en el punto 2m i y
tiene una velocidad 5 m/seg i. Una partícula esta en el origen, la otra tiene una masa de 0,1 kg y
está en reposo en el punto 8 m i. (a) ¿Qué masa tiene la partícula que está en el origen? (b) ¿Cuál
es la cantidad de movimiento total del sistema? (c) ¿Qué velocidad posee la partícula que está en
el origen?
5) Romeo entretiene a Julieta tocando la guitarra, sentado en la parte posterior de una góndola de
2,7 m de longitud, en aguas quietas. Después de la serenata, Julieta se mueve hacia Romeo
(alejándose de la orilla) para darle un beso en la mejilla. Si la góndola (de 80kg) está orientada
perpendicularmente a la orilla y Julieta (de 70kg) se mueve 2,7m hacia Romeo (de 77kg), ¿Qué
distancia y hacia donde se moverá la embarcación?
6) La figura muestra un sistema formado por dos partículas cuyas masas son m1 = 10kg, m2 =
6kg. Las fuerzas netas que actúan sobre cada una de ellas son F1 = 8 N i y F2 = 6 N j.
Inicialmente el sistema se encuentra en reposo. Calcule en función del tiempo las coordenadas
del centro de masa y la cantidad de movimiento lineal total.
7) Un vagón de ferrocarril de 14000 kg de masa se desplaza libremente a 4 m/s hacia un cambio
de vías. Al pasar por un “chimango” en un galpón de grano, 2000 kg de maíz caen súbitamente
sobre el vagón. a) ¿Cuánto tiempo tardara el vagón en cubrir los 500 m que separan el chimango
con el cambio de vías? Suponer que el grano cae verticalmente y no hay rozamiento con el aire.
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8) Una pelota de 0,15 kg. De masa se deja caer del reposo, desde una altura de 1,25 metros.
Rebota en el piso alcanzando una altura de 0,96 metros ¿Que impulso dio el piso a la pelota?
9) Un automóvil de 1300 kg el cual se está moviendo a 90 km/h choca con una pared de
concreto inamovible. (a) Estimar el tiempo que duro la colisión. (b) Estimar la fuerza promedio
ejercida por la pared sobre el auto.
10) Un jugador de béisbol utiliza una maquina lanzadora para ayudarse a mejorar su promedio
de bateo. Si coloca la máquina de 50 kg sobre un estanque congelado y la maquina dispara una
bola de béisbol de 0,15 kg con una velocidad de 36 m/seg i ¿Cual es la velocidad de retroceso de
la maquina?
11) Un proyectil de 0,05 kg de masa, el cual se mueve con una rapidez de 400 m/seg penetra una
distancia de 0,1 m en un bloque de madera sujeto firmemente a la superficie. Si suponemos que
la fuerza desaceleradora es constante, calcular: (a) La desaceleración. (b) La fuerza
desaceleradora. (c) El tiempo que dura la desaceleración. (d) El impulso recibido por el proyectil
durante del choque.
12) Un auto de 1500 kg que viaja hacia el este con rapidez de 25 m/seg choca en un cruce de
calles con una camioneta de 2500 kg que viaja al norte a una rapidez de 20 m/seg. Encuentre la
dirección y magnitud de la velocidad de los vehículos chocados después de la colisión,
suponiendo que los vehículos experimentan una colisión perfectamente inelástica.
13) Sobre un péndulo balístico de 20Kg se dispara una bala de 10gr con una velocidad de
180m/s. Calcular: (a) La velocidad del péndulo inmediatamente después del impacto. (b) La
altura a que ascenderá el péndulo. (c) La energía mecánica inicial y final del sistema.
14) Una partícula de 0,3 kg de masa que se mueve con una velocidad de magnitud de 0,6 m/s
choca con otra partícula de 0,4 kg de masa que se halla en reposo. Después del choque la primera
de las partículas se mueve con una velocidad de 0,25 m/s en una dirección que forma un ángulo
de 30o con respecto a la dirección original. Hallar la velocidad (módulo, dirección y sentido) de
la segunda partícula después de la colisión.
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