3. El impulso de una pelota al ser arrojada es de 12 kg m/s debido a una fuerza que actua sobre ella durante 2 s, ¿cual es el valor de la fuerza?
Respuestas
Respuesta:Un jugador de golf manda una bola de 0.10 Kg desde un tee elevado, dándole una rapidez horizontal inicial de 40 m/s (alrededor de 90 millas por hora) el palo y la pelota están en contacto durante 0.1 ms (milisegundo) cual es la fuerza promedio ejercida por el palo sobre la pelota durante este tiempo.
Solución.
Datos:
m = 0.10 kg
v = 40 m/s
v0= 0
Δt = 1m/s = 1.0 x 10-3 s
Encontrar fuerza promedio.
Note que la masa y las velocidades inicial y final están dadas, de modo que el cambio de cantidad de movimiento se puede encontrar fácilmente. Entonces la fuerza promedio de puede calcular por el teorema de impulso-cantidad de movimiento.
F·Δt = P- Po = m.v – mv0
F= mv – mv0/Δt = (o.1okg)(40m/s)- 0/ 1.0 x 10-3 seg
= 4000N ( 900 Libras)
La fuerza tiene la direccion del movimiento y es la fuerza promedio. La fuerza instantánea es aun mayor cerca del punto medio del intervalo de tiempo de la colisión. (como en la figura 1.5)
Este ejemplo ilustra las grandes fuerzas internas que los cuerpos que chocan pueden ejercer uno sobre el otro durante tiempos cortos de contacto. No obstante, en algunos casos el impulso se puede manipular para reducir la fuerza, suponga que hay un cambio fijo en cantidad de movimiento en una situación dada entonces dado que Δp = F·Δt, si Δt se pudiera hacer mayor se podría reducir la fuerza del impuso F.
Tal vez usted ha tratado de minimizar la fuerza de impulso. Po ejemplo, cuando salta desde cierta altura desde sobre una superficie dura. Trata de no aterrizar con las piernas tiesas. La abrupta detención (Δt pequeño) podría ser la causa de que se aplicara una gran fuerza debida al impulso, y los huesos y las articulaciones de las piernas podrían lastimarse. En lugar de ello al aterrizar usted dobla las rodillas. como el impulso es constante en este caso (F·Δt = ΔP= -mvo con la velocidad inicial cero) , al incrementar el intervalo de tiempo Δt se logra que la fuerza por el impulso sea menor
Explicación: