4 exemples de preguntes impulsives
1. Una pilota amb una massa de 0,5 kg cau lliurement des d'una alçada de h1 = 7,2 m per sobre del terra i rebota fins a una alçada de h2 = 3,2 m. Si l'acceleració deguda a la gravetat és de 10 ms -2 , l'impuls que actua sobre la pilota és...
A. 2,0 Ns
B. 3,0 Ns
C. 10 Ns
D. 40 Ns
E. 80 Ns
Discussió
Se sap que :
Massa de la pilota (m) = 0,5 kg
L'alçada de la pilota en caiguda lliure (h1 ) = 7,2 metres
L'alçada de la pilota que bota (h2 ) = 3,2 metres
Acceleració gravitatòria de la Terra (g) = 10 m/ s²
Preguntat : Impuls que actua sobre la pilota
Resposta :
La velocitat de la pilota just abans de l'impacte (v)o)
Calcula la velocitat de la pilota just abans de l'impacte utilitzant la fórmula de caiguda lliure. Donada l'alçada (h) = 7,2 metres, l'acceleració deguda a la gravetat (g) = 10 m/s² i la velocitat final just abans d'impactar contra el terra, utilitza la fórmula v² = 2 gh
v o 2 = 2(10)(7,2) = 144
v o = 2(10)(7,2) = 12 m/s
La velocitat de la pilota abans de l'impacte (v o ) és de -12 m/s. El signe negatiu només indica la direcció.
La velocitat de la pilota immediatament després de la col·lisió (v)t)
Calcula la velocitat de la pilota immediatament després de la col·lisió utilitzant la fórmula per al moviment vertical ascendent. Donada l'alçada (h) = 3,2 metres, l'acceleració gravitatòria (g) = -10 m/s² , la velocitat final a l'alçada màxima (vt² ) = 0 i es demana la velocitat inicial immediatament després de colpejar el terra, per tant, utilitza la fórmula vt² = v0² + 2gh.
v t² = v o² + 2 gh
0 = v o 2 + 2 (-10)(3,2)
v o 2 = 64
v o = √64 = 8 m/s
La velocitat de la pilota després de la col·lisió (vt ) és de 8 m/s
Impuls que actua sobre la pilota (I)
L'impuls es calcula utilitzant la fórmula del teorema impuls-moment.
Impuls (I) = canvi de moment (Δp)
I = m (vt – v o ) = (0,5)(8-(-12)) = (0,5)(8 + 12) = 0,5(20) = 10 Newton segons
La resposta correcta és C.
2. Una pilota de ping-pong amb una massa de 5 grams cau lliurement des d'una certa altura (g = 10 ms -2 ). Quan toca el terra, la seva velocitat és de 6 ms -1 i, immediatament després de tocar el terra, la pilota rebota cap amunt amb una velocitat de 4 ms -1 . La magnitud de l'impuls que actua sobre la pilota és...
A. 0,50 Ns
B. 0,25 Ns
C. 0,10 Ns
D. 0,05 Ns
E. 0,01 Ns
Discussió
Se sap que :
Massa de la bola (m) = 5 grams = 0,005 kg
La velocitat de la pilota just abans de tocar el terra (v o ) = -6 m/s
La velocitat de la pilota immediatament després de tocar el terra (vt ) = 4 m/s
Les velocitats positives i negatives signifiquen que la direcció de la velocitat de la pilota o la direcció del moviment de la pilota abans de la col·lisió és oposada a la direcció del moviment de la pilota després de la col·lisió.
Preguntat : Impuls (I)
Resposta :
El teorema de l'impuls-moment estableix que l'impuls (I) és igual al canvi de moment (Δp).
I = Δp = mv t – mv o = m (v t – v o )
I = (0,005)(4 – (-6)) = (0,005)(4 + 6) = (0,005)(10) = 0,05 Newton per segon
La resposta correcta és D.
3. Es llança una pilota de 20 grams amb una velocitat v 1 = 4 ms -1 cap a l'esquerra. Després de colpejar la paret, la pilota rebota amb una velocitat v 2 = 2 ms -1 cap a la dreta. L'impuls resultant és….
A. 0,24 Ns
B. 0,12 Ns
C. 0,08 Ns
D. 0,06 Ns
E. 0,04 Ns
Discussió
Se sap que:
Massa de la bola (m) = 20 grams = 0,020 kg
La velocitat de la pilota abans de la col·lisió (v o ) = -4 m/s (cap a l'esquerra)
La velocitat de la pilota després de la col·lisió (v t ) = +2 m/s (cap a la dreta)
A v o se li dóna un signe negatiu per distingir la seva direcció de v t.
Preguntat: Impuls
Resposta:
Impuls (I) = canvi de moment (Δp) = mv t – mv o
Impuls (I) = m (vt – v o ) = 0,02 (2 – (-4))
Impuls (I) = 0,02 (2 + 4) = 0,02 (6)
Impuls (I) = 0,12 Newton per segon.
La resposta correcta és B.
4. Una pilota de tennis de 100 grams es deixa caure a terra des d'una alçada de 20 cm sense velocitat inicial. Després de tocar el terra, la pilota rebota amb una velocitat d'1 ms -1 i (g = 10 ms -2 ). El canvi de moment que experimenta la pilota és...
A. 0,1 Ns
B. 0,3 Ns
C. 0,5 Ns
D. 0,8 Ns
E. 0,9 Ns
Discussió
És conegut :
Massa de la bola (m) = 100 grams = 0,1 kg
Alçada (h) = 20 cm = 0,2 metres
Acceleració deguda a la gravetat (g) = 10 m/s2
La velocitat de la pilota immediatament després de tocar el terra (v)t) = 1 m/s
Preguntat : canvi de momentum de la pilota
Jawab :
La velocitat de la pilota abans de l'impacte (v)o)
Calcula la velocitat de la pilota abans de l'impacte utilitzant la fórmula de caiguda lliure. Donat que l'alçada de caiguda lliure de la pilota (h) = 0,2 metres, l'acceleració deguda a la gravetat (g) = 10 m/s2 i va preguntar per la velocitat de la pilota quan toca el terra, per tant s'utilitza la fórmula v2 = 2 gh
v2 = 2 (10)(0,2) = 4
v= √4 = -2 m/s
Té un signe negatiu perquè la direcció del moviment de la pilota abans de xocar amb el terra és oposada a la direcció del moviment de la pilota després de xocar amb el terra.
Canvi de moment de la pilota (Δp)
Δp = mvt – mvo = m (vt - vo)
Δp = (0,1)(1 – (-2)) = (0,1)(1 + 2) = (0,1)(3) = 0,3 Newton per segon
La resposta correcta és B.
Font de la pregunta:
Preguntes de física de l'examen nacional per a secundària/institut professional
