Preguntas Conceptuales
9.1 Momento lineal
Un objeto que tiene una masa pequeña y un objeto que tiene una masa grande tienen el mismo momento. ¿Qué objeto tiene la mayor energía cinética?
Un objeto con una masa pequeña y otro objeto con una masa grande tienen la misma energía cinética. ¿Qué masa tiene el mayor momento?
9.2 Impulso y colisiones
¿Es posible que una fuerza pequeña produzca un impulso mayor sobre un objeto dado que una fuerza grande? Explique.
¿Por qué es mucho más peligrosa una caída de 10 metros sobre hormigón que una caída de 10 metros sobre agua?
¿Qué fuerza externa es responsable de cambiar el momento de un auto que circula por una carretera horizontal?
Un trozo de masilla y una pelota de tenis con la misma masa se lanzan contra una pared a la misma velocidad. ¿Qué objeto experimenta una mayor fuerza de la pared o las fuerzas son iguales? Explique.
9.3 Conservación del momento lineal
¿Puede conservarse el momento de un sistema si hay fuerzas externas que actúan sobre este? Si es así, ¿en qué condiciones? Si no, ¿por qué no?
Explique en términos de momento y de las leyes de Newton cómo la resistencia del aire en un auto se debe en parte a que empuja el aire en su dirección de movimiento.
¿Pueden los objetos de un sistema tener momento mientras el momento del sistema es cero? Razone su respuesta.
Un velocista acelera desde los bloques de salida. ¿Puede considerarlo un sistema cerrado? Explique.
Un cohete en el espacio profundo (gravedad cero) acelera al expulsar gas caliente de sus propulsores. ¿El cohete constituye un sistema cerrado? Explique.
9.4 Tipos de colisiones
Dos objetos de igual masa se mueven con velocidades iguales y opuestas cuando colisionan. ¿Puede perderse toda la energía cinética en la colisión?
Describa un sistema en el que el momento se conserva, pero la energía mecánica no. Ahora, lo contrario: Describa un sistema en el que la energía cinética se conserva, pero el momento no.
9.5 Colisiones en varias dimensiones
El momento de un sistema puede conservarse en una dirección y no conservarse en otra. ¿Cuál es el ángulo entre las direcciones? Dé un ejemplo.
9.6 Centro de masa
Supongamos que un proyectil de fuegos artificiales estalla y se rompe en tres grandes trozos para los que la resistencia del aire es despreciable. ¿Cómo afecta la explosión al movimiento del centro de masa? ¿Cómo se vería afectado si las piezas experimentaran una resistencia del aire significativamente mayor que el proyectil intacto?
9.7 Propulsión de cohetes
Es posible que la velocidad de un cohete sea mayor que la velocidad de escape de los gases que expulsa. En ese caso, la velocidad y el momento del gas están en la misma dirección que la del cohete. ¿Cómo puede el cohete seguir obteniendo empuje al expulsar los gases?