Foros Ciencias Galilei

18- Un hombre de 730 N está de pie en el centro de una charca congelada de 5 metros de radio. No puede llegar al otro lado debido a la falta de fricción entre sus zapatos y el hielo. Para vencer esta dificultad, él lanza su libro de física de 1,2 kg horizontalmente hacia la orilla norte, a una rapidez de 5 m/s. ¿Cuánto tarda el hombre en llegar a la orilla sur?

20- Un rifle con un peso de 30 N dispara una bala de 5g a una rapidez de 300 m/s a) Encuentre la rapidez de retroceso del rifle
b) Si un hombre de 700 N sostiene firmemente el rifle contra su hombro, encuentre la rapidez de retroceso del hombre y el rifle.

22- Una persona de 65 kg lanza una bola de nieve de 0,045 kg hacia adelante con una rapidez de 30 m/s con respecto al suelo. Una segunda persona, con una masa de 60 kg atrapa la bola. Ambas personas están sobre patines. La primera persona está inicialmente moviéndose hacia delante con una rapidez de 2,5 m/s y la segunda persona está inicialmente en reposo. ¿Cuáles son las velocidades de las dos personas después de intercambiar la bola de nieve? Desprecie la fricción entre los patines y el hielo.

Gracias!

1- La masa del hombre viene dada por:

730N=mg => m=73Kg.

Sea m_l la masa del libro, por el teorema de la conservación del momento tenemos que:

∆P_hombre=∆P_libro

mV_hombre=m_lV_l

No lo pongo vectorialmente porque los vectores P van en el mismo sentido, luego:

V_hombre=(m_l/m)V_l

Como hubo un cambio en la cantidad de movimiento, tuvo que haber una fuerza y por ende una aceleración. De la cinematica sabemos que:

V²_hombre=2ax => a=V²_hombre/2x

y  V_hombre= at = V²_hombret/2x => t=2x/V_hombre

Esta parte no es correcta pues la fuerza y aceleración es la que le da al hombre la velocidad calculada (estaba en reposo) mientras actuaban la acción y reacción. El hombre sale con una velocidad:

Vhombre=(ml/m)Vl

El tiempo que darda en llegar a la orilla es (movimiento uniforme):

t = e/Vhombre       sienfo 'e' 5 m

Uy si Galilei, no se en que estaba pensando..PIDO DISCULPAS PUBLICAS POR TAN HORRIBLE RESPUESTA.....

Ufff, si yo tuviera que pedir disculpas cada vez que meto la pata, estaría el foro lleno de ellas.

Aquí tratamos de ayudar pero si metemos la gamba la culpa la tienen ellos por no haberse dado cuenta.  

m es masa bala
M es masa rifle
v velocidad bala
V velocidad retroceso

0 = M·V + m·v   =>    V = - m·v/M


En al apartado b) la masa M es la del hombre más la del rifle.

La cantidad de movimiento de la bola es:

P = 0,045·30 = 1,35 N·s

La persona que lanza la pelota tiene un P inicial:

P = (M+m)·V = (65+0,045)·2,5 = 162,61 N·s

La P después de lanzar es menor en la misma cantidad que se lleve la pelota (conservación P)

Pf = 162,61 - 1,35 = 161,26 = M·V'    =>     V' = 161,26/65 = 2,48 m/s (en el mismo sentido que iba)

La otra persona (con la pelota) gana la cantidad de movimiento que pierde ésta:

1,35 = (M'+m)·V''         =>     V'' = 1,35/(60+0,045) = 0,0224 m/s  (en el sentido de la pelota)