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INSTITUCION EDUCATIVA INTEGRADO DE SOACHA
TEMA: IMPULSO Y CANTIDAD DE MOVIMIENTO
COMPETENCIA GENERAL: Capacidad para
interpretar argumentar y proponer soluciones a situaciones
problémicas de los movimientos de los cuerpos desde el punto de vista la conservación del momento lineal y el impulso en
sistemas de objetos.
Logros:
1.
2.
Indicadores de Logro:
Aplica la ley de la conservación de la cantidad de
movimiento a la solución de problemas.
Comprueba el principio de la conservación de la
cantidad de movimiento.
1.
2.
3.
Identifica los conceptos de impulso y cantidad de movimiento.
Identifica la ley de la conservación de la cantidad de movimiento.
Diferencia los choques elásticos de los inelásticos.
IDEAS FUNDAMENTALES
Impuso: Es el producto de la fuerza que actúa en un Choque: Sucede cuando dos cuerpos
cuerpo por un intervalo de tiempo muy pequeño.
interaccionan fuertemente durante un intervalo de


tiempo corto.
I  F.t
Cantidad de movimiento: Es el movimiento que
adquiere un cuerpo después de que actúa un
impulso.


P  m.v
Choque elástico: Son aquellos en los que además
de conservarse la cantidad de movimiento se
conserva la energía cinética.
2m1 .v1
; u1  u2  v1
m1  m2
Principio de conservación de la cantidad de
Donde u i : velocidad final. v i : velocidad inicial
movimiento:
Si sobre un sistema de cuerpos no se ejerce una i  1,2.
Eca  Ecd
u2 
fuerza resultante externa, la cantidad de movimiento
Choque inelástico: Se conserva la cantidad de
del sistema se conserva.
movimiento, la energía cinética puede aumentar o
disminuir.


Pa  Pd
m1 .v1  m2 .v2  (m1  m2 )u
ACTIVIDADES
A continuación encontraras una serie de problemas resueltos, analízalos para que puedas afianzar los
temas en estudio
1. Un patinador de 80 kg de masa le aplica a otro de 50 kg de
masa una fuerza de 25 kgf durante 0,5 s, ¿qué velocidad de
retroceso adquiere el primero y que velocidad final toma el
segundo?
Desarrollo
Datos:
m1 = 80 kg, m2 = 50 kg
F = 25 kgf = 25 kgf.9,8.665 N/1 kgf = 245,17 N
t = 0,5 s
Según la definición de impulso:
I = F.t
I = 245,17 N.0,5 s
I = 122,58 kg.m/s
El impulso en el momento del choque es el mismo para ambos
cuerpos y el impulso también es igual a la cantidad de
movimiento.
I = m1.v1
I/m1 = v1
v1 = (122,58 kg.m/s)/80 kg
v1 = 1,53 m/s
I = m2.v2
I/m2 = v2
v2 = (122,58 kg.m/s)/50 kg
v2 = 2,45 m/s
2. Mediante un palo de golf se aplica a una pelota una fuerza de
242,2 N y adquiere una velocidad de 95 m/s. Si la masa de la
pelota es de 0,05 kg, ¿durante cuánto tiempo actuó el palo sobre
la pelota?
Desarrollo
Datos:
m1 = 0,05 kg
v1 = 95 m/s
F = 242,2 N
Según la definición de impulso:
I = F.t = m.v
F.t = m1.v1
t = m1.v1/F
t = 0,05 kg.(95 m/s)/242,2 N
t = 0,0196 s
3. Una pelota de futbol de 850 g de masa adquiere una velocidad
de 40 m/s mediante un puntapié de 0,2 s de duración, ¿qué
fuerza recibió la pelota?
Desarrollo
Datos:
m1 = 850 g = 0,85 kg
v1 = 40 m/s
t = 0,2 s
Según la definición de impulso y de la cantidad de movimiento:
F.t = m1.v1
F = m1.v1/t
F = 0,85 kg.(40 m/s)/0,2 s
F = 170 N
4. 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, ¿qué
fuerza promedio ejerció el bate sobre la pelota si estuvo en
contacto con ella 5 ms?
Desarrollo
Datos:
m = 0,15 kg
vi = 40 m/s
vf = - 60 m/s (el signo es negativo ya que cambia el sentido)
t = 5 ms = 0,005 s
Δp = I
pf - pi = I
m.vf - m.vi = F.t
F = m.(vf - vi)/t
F = 0,15 kg.(- 60 m/s - 40 m/s)/0,005 s
F = 0,15 kg.(- 100 m/s)/0,005 s
F = - 3000 N
5. Un taco golpea a una bola 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?
Desarrollo
Datos:
m = 0,2 kg
F = 50 N
t = 0,01 s
vi = 0 m/s
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 = 50 N.0,01 s/0,2 kg
vf = 2,5 m/s
6. 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?
.
Desarrollo
Datos:
m1 = 0,0045 kg; m2 = 1,8 kg
v2i = 0 m/s; v1f = 0 m/s
μ = 0,2
Δx = 1,8 m
La fuerza de impacto de la bala contra el bloque, provocó que
luego del choque el bloque se desplazara y que 1,8 m más
adelante éste se detuviera a causa del rozamiento entre la
superficie y el bloque.
Por lo tanto:
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 = 0,2.10 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 y v1f = 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
7. 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?
Desarrollo
Datos:
m1 = 0,01 kg
m2 = 2 kg
v2i = 0 m/s
v1f = 0 m/s
Δy= 0,12 m
En el instante del impacto:
Δ pi = Δ pf
p1i + p2i = p1f + p2f
m1.v1i + m2.v2i = m1.v1f + m2.v2f
pero como v2i = 0 m/s y v1f = 0 m/s:
m1.v1i = m2.v2f (2)
Luego del impacto el péndulo adquiere una velocidad inicial que
se reducirá a cero debido a la aceleración de la gravedad. Para el
péndulo balístico resulta:
v2i ² = 2.g.Δy
v2i ² = 2.10 m/s ².0,12 m
v2i ² = 2,4 m ²/s ²
v2i = 1,55 m/s
De (2):
v1i = m2.v2f/m1
v1i = 2 kg.1,55 (m/s)/0,01 kg
v1i = 309,8 m/s
1.
Un bloque de 10kg se mueve con una velocidad de 5 m/s y choca con un bloque de 3 kg que se encuentra en
reposo. Calcular las velocidades de los bloques después del choque si este es elástico.
2.
Un automóvil de 1400 kg aumenta su velocidad de 2km/h a 36 km/h en 10s. Determina:
a. La fuerza constante que debe ejercer el motor del automóvil.
b. La variación de la cantidad de movimiento.
c. La variación de la energía cinética.
d. El impulso recibido y el trabajo efectuado por la fuerza.
3.
Se dispara un proyectil de 5 g, con una velocidad de 400 m/s contra un péndulo que tiene una masa de 800 g.
Si los cuerpos quedan unidos después de la interacción, ¿hasta que altura oscilara el péndulo?
4.
Dos automóviles de masas m1= 900 kg y m2= 1500 kg. Avanzan perpendicularmente hacia un cruce. Las
velocidades iniciales de los vehículos son v1= 36km/h v2= 72 km/h ¿cuál es el valor de la velocidad de los
automóviles si chocan en el cruce u continúan moviéndose después?
5.
Una explosión rompe un objeto en tres partes. Una de ellas de 4 kg sale disparada con una velocidad de 10
m/s formando un ángulo recto con otra parte que se mueve a 15 m/s y tiene una masa de 2 kg. Si la tercera
parte se mueve con una velocidad de 4 m/s ¿cual es el valor de la masa?
6.
Un carro de laboratorio de masa 2,5 kg se mueve sobre una superficie horizontal sin rozamiento a una
velocidad de 0,5 m/s. Un bloque de madera de 1 kg. Cae verticalmente sobre el carro. Calcular la velocidad del
sistema carro bloque.
7.
Una locomotora viaja a 20 m/s choca y se engancha a un vagón inicialmente en reposo viajando luego los dos
a una velocidad de 16 m/s. Si la cantidad de movimiento del sistema locomotora vagón es de 128 kg.m/s
calcular la masa de cada cuerpo.
8.
Una bala de 0,1 kg de masa se incrusta horizontalmente en un bloque de 2,9 kg de masa, que esta en reposo
sobre una mesa de coeficiente de rozamiento 0,5 el conjunto se mueve 10 m antes de parar ¿cuál fue la
velocidad de la bala?
Rta: 300 m/s
9.
Un hombre colocado sobre patines arroja una piedra que pesa 80 N mediante una fuerza de 15 N que actúa
durante 0,8 s, ¿con qué velocidad sale la piedra y cuál es la velocidad de retroceso del hombre si su masa es
de 90 kg?
10. Un auto con velocidad de 40 m/s choca con otro de igual masa, con velocidad de 30 m/s. Los dos autos quedan
unidos después del choque.
a.
Si los dos autos se movían en la misma dirección ¿cual será la velocidad del conjunto? Rta: 35 m/s
b.
Si los dos autos se movían en sentidos contrarios ¿cual será la velocidad del conjunto? Rta: 5 m/s
c.
Si los dos autos se movían perpendicularmente, ¿cuál será la velocidad del conjunto? Rta: 25 m/s
11. Con una escopeta se dispara un cartucho de 100 perdigones de 0,4 g cada uno, los que adquieren una
velocidad de 280 m/s, ¿cuál es la velocidad de retroceso del arma si pesa 5 kg?.
12. Determinar la masa de una esfera metálica que por acción de una fuerza de 20 N durante 0,3 s le provoca una
velocidad de 2 m/s.
BIBLIOGRAFIA
 VALERO Michel, Física Fundamental I Editorial Norma, Nueva Edición,

BELTRAN Virgilio y ELIECER Braun, Principíos de Física, Volumen I Editorial Trilles
BIBLIONET

http://oscarlaurens.blogspot.com/p/deseas-mejorar-tu-definitiva-del.html.

http://www.fisicanet.com.ar/fisica/f1_cinematica.php