Ejemplos de preguntas sobre momento e impulso

11 ejemplos de preguntas sobre momento e impulso

1. Una pelota con una masa de 0,2 kg se lanza horizontalmente a una velocidad de 10 m/s y golpea una pared; luego, la pelota rebota con la misma velocidad. El cambio en el momento lineal de la pelota es...
Discusión

2. Una pelota con una masa de 10 gramos. caída libre Desde cierta altura, un objeto golpea el suelo a una velocidad de 15 m/s y luego rebota hacia arriba a una velocidad de 10 m/s. ¡Determina el impulso!
Discusión
Es conocida :
Masa de la bola (m) = 10 gramos = 0,01 kg
Velocidad inicial de la pelota (v_o) = -15 m/s
Velocidad final de la pelota (v_t) = 10 m/s
Preguntó : Impulso (I)
Mandíbula :
Fórmula del teorema impulso-cantidad de movimiento :
La magnitud del impulso es:
I = 0,01 (10 – (-15)) = 0,01 (10 + 15)
I = 0,01 (25)
I = 0,25 kg m/s

3. Se lanza una pelota de 200 gramos horizontalmente a una velocidad de 4 m/s, y luego se golpea en la misma dirección que el impacto inicial. La duración del contacto de la pelota con el bate es de 2 milisegundos, y la velocidad de la pelota después de salir del bate es de 12 m/s. La magnitud de la fuerza ejercida por el bate sobre la pelota es…
Discusión
Es conocida :
Masa de la bola (m) = 200 gramos = 0,2 kg
Velocidad inicial de la pelota (v_o) = 4 m/s
Velocidad final de la pelota (v_t) = 12 m/s
Intervalo de tiempo de contacto (t) = 2 milisegundos = (2/1000) segundos = 0,002 segundos
Preguntó : La magnitud de la fuerza (F)
Mandíbula :
Fórmula de impulso:
I = F t
Fórmula de cambio de impulso:
mv_t – mv_o = m (v_t - v_o)
Fórmula del teorema impulso-cantidad de movimiento :
La fuerza que ejerce el bate sobre la pelota es de 800 Newtons.

4. Se lanza una pelota con una masa de 20 gramos a una velocidad de v₁ = 4 ms^-1 a la izquierda. Después de golpear la pared, la pelota rebota a una velocidad de v₂ = 2 ms^-1 a la derecha. La magnitud del impulso producido es…

A. 0,24 Ns
B. 0,12 Ns
C. 0,08 Ns
D. 0,06 Ns
E. 0,04 Ns

Discusión
Se sabe que:
Masa de la bola (m) = 20 gramos = 0,020 kg
La velocidad de la pelota antes de la colisión (v)_o) = -4 m/s (hacia la izquierda)
La velocidad de la pelota después de la colisión (v)_t) = +2 m/s (hacia la derecha)
v_o Se le da un signo negativo para distinguir su dirección de vt.
Preguntado: Impulso
Respuesta :
Impulso (I) = cambio en el momento (Δp) = mv_t – mv_o
Impulso (I) = m (v_t - v_o) = 0,02 (2 – (-4))
Impulso (I) = 0,02 (2 + 4) = 0,02 (6)
Impulso (I) = 0,12 Newton segundos.
La respuesta correcta es B.

5. La siguiente imagen muestra dos bolas, A (masa = 2 kg) y B (masa = 5 kg), antes y después de una colisión. Si la colisión es perfectamente elástica, entonces la velocidad de la bola A antes de la colisión es…

A. 12 ms^-1

B. 10 ms^-1

C. 5 ms^-1

D. 4 ms^-1

E. 2 ms^-1

Discusión

Se sabe que:

Masa de la bola A (m_A) = 2 kg

Masa de la bola B (m_B) = 5 kg

La velocidad de la bola B antes de la colisión (v_B) = 2 m/s

La velocidad de la bola A después de la colisión (v_A') = 5 m/s

La velocidad de la bola B después de la colisión (v_B') = 4 m/s

Ambas bolas, antes y después de la colisión, se mueven hacia la derecha, por lo que la velocidad recibe un signo positivo.

Preguntó: La velocidad de la bola A antes de la colisión (v_A)

Respuesta :

Calcula la velocidad de la bola A antes de la colisión (v_A) utilizando la fórmula de la ley de conservación del momento:

m_A v_A +m_B v_B = m_A v_A' + m_B v_B"

2(v_A) + (5)(2) = (2)(5) + (5)(4)

2(v_A) + 10 = 10 + 20

2(v_A) + 10 = 30

2(v_A) = 30 – 10

2(v_A) = 20

v_A = 20 / 2

v_A = 10 m / s

La respuesta correcta es B.

6. Los objetos A y B se mueven como se muestra en la imagen. Si se produce una colisión perfectamente elástica, la velocidad del objeto B después de la colisión será de 15 m/s.^-1Entonces, la velocidad del objeto A después de la colisión es...

A. 2 ms^-1

B. 4 ms^-1

C. 8 ms^-1

D. 10 ms^-1

E. 12 ms^-1

Discusión

Se sabe que:

Masa del objeto A (m_A) = 5 kg

Masa del objeto B (m_B) = 2 kg

La velocidad del objeto A antes de la colisión (v_A) = 12 m/s

La velocidad del objeto B antes de la colisión (v_B) = 10 m/s

La velocidad del objeto B después de la colisión (v_B') = 15 m/s

Ambos objetos, antes y después de la colisión, se mueven hacia la derecha, por lo que la velocidad tiene un signo positivo.

Preguntó: La velocidad del objeto A después de la colisión (v_A')

Respuesta :

Calcula la velocidad de la bola A antes de la colisión (v_A) utilizando la fórmula de la ley de conservación del momento:

m_A v_A +m_B v_B = m_A v_A' + m_B v_B"

(5)(12) + (2)(10) = (5)v_A' + (2)(15)

60 + 20 = (5)v_A' + 30

80 = (5)v_A' + 30

80 – 30 = (5)v_A"

50 = (5)v_A"

v_A' = 50/5

v_A' = 10 m/s

La respuesta correcta es D.

7. Una pelota de ping pong tiene una masa de 5 gramos. caída libre desde cierta altura (g = 10 ms^-2). Al tocar el suelo cecepatan Pelota de 6 ms^-1 e inmediatamente después de tocar el suelo, la pelota rebota hacia arriba a una velocidad de 4 m/s.^-1. Grande impulso Lo que funciona con el balón es...

A. 0,50 Ns
B. 0,25 Ns
C. 0,10 Ns
D. 0,05 Ns
E. 0,01 Ns

Discusión
Es conocida :
Masa de la bola (m) = 5 gramos = 0,005 kg
La velocidad de la pelota justo antes de tocar el suelo (v)_o) = -6 m/s
La velocidad de la pelota inmediatamente después de tocar el suelo (v)_t) = 4 m/s
Las velocidades positivas y negativas significan que la dirección de la velocidad de la pelota o la dirección del movimiento de la pelota antes de la colisión es opuesta a la dirección del movimiento de la pelota después de la colisión.
Preguntó : Impulso (I)
Mandíbula :

Teorema del impulso y la cantidad de movimiento Estados que impulso (Yo) lo mismo que cambio en el impulso (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 segundo
La respuesta correcta es D.

8. Una bola con una masa de 0,5 kg cae libremente desde una altura h.₁ = 7,2 m por encima del suelo y rebota hasta una altura de h₂ = 3,2 m. Si la aceleración debida a la gravedad de la Tierra = 10 m/s²^-2, el impulso que actúa sobre la pelota es...
A. 2,0 Ns
B. 3,0 Ns
C. 10 Ns
D. 40 Ns
E. 80 Ns
Discusión
Es conocida :
Masa de la pelota (m) = 0,5 kg
La altura de la bola en caída libre (h)₁) = 7,2 metro
La altura de la pelota que rebota (h)₂) = 3,2 metro
Aceleración gravitacional de la Tierra (g) = 10 m/s²
Preguntó : Impulso que actúa sobre la pelota
Mandíbula :
La velocidad de la pelota justo antes del impacto (v)_o)
Calcula la velocidad de la pelota justo antes del impacto usando la fórmula de caída libre. Datos: altura (h) = 7,2 metros, aceleración debida a la gravedad (g) = 10 m/s².² y preguntó por la velocidad final justo antes de tocar el suelo, por lo tanto, use la fórmula v² = 2 gh
v_o² = 2(10)(7,2) = 144
v_o = 2(10)(7,2) = 12 m/s
La velocidad de la pelota antes del impacto (v)_o) es -12 m/s. El signo negativo solo indica la dirección.
La velocidad de la pelota inmediatamente después de la colisión (v)_t)
Calcula la velocidad de la pelota inmediatamente después del impacto utilizando la fórmula para el movimiento vertical ascendente. Dado que la altura (h) = 3,2 metros y la aceleración debida a la gravedad (g) = -10 m/s²², velocidad final a la altura máxima (v_t²) = 0 y se pregunta por la velocidad inicial inmediatamente después de tocar el suelo, por lo tanto, use la fórmula v_t² = v_o² + 2 gh
v_t² = v_o² + 2 gh
0 = v_o² + 2 (-10)(3,2)
v_o² = 64
v_o = √64 = 8 m/s
La velocidad de la pelota después de la colisión (v)_t) es 8 m/s
Impulso que actúa sobre la pelota (I)
El impulso se calcula utilizando la fórmula del teorema del impulso y la cantidad de movimiento.
Impulso (I) = cambio en el momento (Δp)
I = m (v_t - v_o) = (0,5)(8-(-12)) = (0,5)(8 + 12) = 0,5(20) = 10 Newton segundos
La respuesta correcta es C.

9. Se lanza una pelota de 100 gramos horizontalmente a una velocidad de 5 m/s. La pelota es golpeada en la misma dirección que la original. Si la pelota permanece en contacto con el bate durante 2 ms y su velocidad después de abandonar el bate es de 10 m/s, la magnitud de la fuerza ejercida por el bate es...
A. 200 N
B. 250 N
C. 300 N
D. 350 N
E. 400 N
Discusión :

Es conocida :
m = 100 gramos = 0,1 kg
v_o = +5 m/s
t = 2 milisegundos = 2 x 10^-3 segundo
v_t = +10 m/s
Preguntó :
¿La fuerza ejercida por el bateador sobre la pelota (F)?
Mandíbula :
Fórmula de impulso :
I = F t
Fórmula de cambio de impulso :
Teorema del impulso y la cantidad de movimiento :
Impulso = cambio en el momento

La respuesta correcta es B.

10. Una pelota con una masa de 0,1 kg se lanza horizontalmente hacia la derecha con una velocidad de 20 m/s. Después de ser golpeada, la pelota se mueve hacia la izquierda con una velocidad de 30 m/s. El impulso que el bate le da a la pelota es…
A. 4 N s
B. –4 N s
C. 5 N s
D. –5 N s
E. 10 N s
Discusión :
Es conocida :
m = 0,1 kg, v_o = +20 m/s, v_t = -30 m/s
Preguntó :
Impulso (I) ?
Mandíbula :
Impulso = cambio en el momento
I = m (v_t - v_o) = (0,1)(-30 – 20) = (0,1)(-50) = -5 N s
La respuesta correcta es D.

11. Una pelota de béisbol de 0,5 kg se mueve inicialmente hacia la izquierda a una velocidad de 2 m/s. Luego, la pelota es golpeada con una fuerza F opuesta a su movimiento, por lo que su velocidad cambia a 5 m/s. Si la pelota está en contacto con el bate durante 0,01 segundos, el cambio en el momento lineal es...
A. 8,0 kg m/s
B. 6,5 kg m/s
C. 5,5 kg m/s
D. 3,5 kg m/s
E. 2,5 kg m/s
Discusión :
Es conocida :
m = 0,5 kg, v_o = -2 m/s, v_t = 5 m/s, t = 0,01 segundos
Preguntó :
¿Cambio de impulso?
Mandíbula :
Cambio en el momento = m (v_t - v_o) = (0,5)(5 – (-2)) = (0,5)(7) = 3,5 kg m/s = 3,5 N s
La respuesta correcta es D.