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NOMESALEN
PROBLEMASRESUELTOSDEFÍSICADELCBC
(Leyesdeconservación,impulso,cantidaddemovimiento,choque)
3.4LatenistaPepitaRevéshacepicarunapelotadetenisde60g,arrojándola
verticalmentehaciaelpisoconunavelocidadde3m/sdesde
80cmdealtura,laquesedetienealamismaalturadespuésdelrebote.
Determinarelimpulsorecibidoporlapelotaenelchoquecontraelpiso.
¿Seconservalacantidaddemovimientodelapelotaenelchoque?¿Yladel
sistemaformadoporelpisoylapelota?
¿Seconservalaenergíamecánicadelapelotaensuviajedeidayvuelta?Sino
seconserva,¿quéocurrióconlamisma?
Notepuedocreerelnombrequelepusieronalatenista...québochorno...meda
vergüenzaajena.Tratemosdeignoraresapartedelejercicioydediquémosnosala
pelotita.
Enesteejerciciolapelotitadetenissufre3
transformacionesfísicas.
1ero.unacaídaporelaireque,despreciandoel
rozamiento,setratadeunatransformación
energéticaconservativa.
2do.unchoqueconelpiso,ahípondremosen
funcionamientoloqueconocemosdeimpulsos.
3ro.unascensodespuésderebote,hastallegar
nuevamentealamanodeMaría,digo,Pepita.
Setratadeotratransformaciónconservativa.
Empecemosentoncesconlacaídadelapelotita.
Ojoquesaledelamano(m)delatenistacon
unavelocidaddistintadecero.Tomemoselcero
delasalturasenelpiso(p).Entonces,como
dijimosantes:
MaríaSharapovahaciendopicarla
pelotita,talcomorelataelenunciadodel
ejercicio.
E
Mm
=E
Mp
E
cm
+E
pm
=E
cp
+E
pp
½mv
m
²+mgh
m
=½mv
p
²+mgh
p
Podemoscancelarlamasadelapelotitaqueapareceentodoslostérminosylaenergía
potencialenelpiso,quevalecero.
½v
m
²+gh
m
=½v
p
²
v
m
²+2gh
m
=v
p
²
Ahora,podemosconocerlavelocidaddelapelotitajustoantesdellegaralpiso.
(3m/s)²+2.10m/s².0,8m=v
p
²
Ahíencontramosquelavelocidadantesdepicar.
v
p
=5m/s
Ahoratenemosquesaltarala3era.transformación...lasubidanuevamentehaciala
manodePepita.Vamosallamarp*lasituaciónenelpisosaliendohaciaarriba,ym*
lasituaciónenlamanorecogiendolapelotadespuésdelpique.Comolasubidaes
conservativa(yalohabíadicho)...
E
Mp*
=E
Mm*
½mv
p*
²+mgh
p*
=½mv
m*
²+mgh
m*
Nuevamente,secancelalamasa.Ylaenergíapotencialenelpisovalecero.Y
atención:lavelocidadenlamanovalecero(datoimportantísimoaportadoporel
enunciado).
½v
p*
²=g.h
m*
Deacápodemossaberconquévelocidadsaledisparadalapelotahaciaarriba:
v
p*
²=2.10m/s².0,8m
v
p*
=4m/s
Reciénahoravamosala2da.transformación:elchoque.Ojoqueahoratratamoscon
vectores,demodoquehayqueponerunsistemadereferenciaparatrataralas
velocidades.Elijamospositivohaciaarriba(ynegativohaciaabajo,jiji).
I=mv
p*
—mv
p
I=0,060kg.4m/s—0,060kg.(—5m/s)
lasvelocidades
quehayque
consideraren
cualquierchoque
sonlas
velocidades
justoantes
dechocar,y
justodespués
dechocar
I=0,540Ns
Laspreguntassiguientessontriviales.Esobvioquelaenergíaduranteelchoquenose
conserva.Siseconservara...lavelocidaddelapelotitaseríaigual(enmódulo)antesy
despuésdelchoque.Y,ademásllegaríaalamanodeSharapovaconlamisma
velocidadquepartió.Sóloseconservadurantelosvuelos(durantelabajada,ydurante
lasubida).
DESAFIO:Calculácuántaenergíapierdelapelotitaenelchoqueconelpiso.Calculá
tambiénquéporcentajedelaenergíapierde.
Algunosderechosreservados.Sepermitesureproduccióncitandolafuente.Última
actualizaciónjul10.BuenosAires,Argentina.
TRABAJO Y ENERGIA, teoria energia cinetica.pdf
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