Ejercicios: Cantidad de movimiento lineal e impulso

Un carro de $1.200\,\text{kg}$ circula por una avenida de Cuenca a $15\,\text{m/s}$. Calcula su cantidad de movimiento e indica la unidad en que se expresa en el Sistema Internacional.

Sobre una caja actúa una fuerza constante de $50\,\text{N}$ durante $0{,}2\,\text{s}$. Calcula el impulso que recibe la caja y el cambio de su cantidad de movimiento, e indica qué teorema relaciona ambas magnitudes.

Dos patinadores están en reposo sobre una pista lisa, uno frente al otro. Se empujan mutuamente y cada uno sale en sentido contrario. Explica qué es un sistema aislado, cuál es la cantidad de movimiento total antes y después del empuje, y por qué se mueven en sentidos opuestos.

Una pelota de $0{,}45\,\text{kg}$ llega horizontalmente a un jugador con una rapidez de $20\,\text{m/s}$ y es devuelta en sentido contrario con $15\,\text{m/s}$. El contacto con el pie dura $0{,}02\,\text{s}$. Calcula el cambio de la cantidad de movimiento de la pelota, el impulso que recibe y la fuerza media ejercida sobre ella. Elige un sentido positivo y mantenlo en todo el ejercicio.

En una carretera recta, un carro de $1.000\,\text{kg}$ que va a $12\,\text{m/s}$ choca por detrás con una camioneta de $2.000\,\text{kg}$ que avanza en el mismo sentido a $6\,\text{m/s}$. Tras el choque quedan enganchados. Desprecia la fricción con el piso durante el choque y calcula la velocidad común de ambos vehículos justo después del impacto.

Camila, de $50\,\text{kg}$, está en reposo sobre patines (sin fricción) y lanza horizontalmente una mochila de $5\,\text{kg}$ con una rapidez de $4\,\text{m/s}$ respecto al suelo. Considera la masa de Camila sin la mochila. Calcula la velocidad de retroceso de Camila e indica su sentido respecto al de la mochila.

Dos carritos de laboratorio, A de $2\,\text{kg}$ y B de $3\,\text{kg}$, están en reposo sobre una mesa horizontal sin fricción, unidos por un hilo que mantiene comprimido un resorte entre ellos. Se corta el hilo y el carrito A sale con una rapidez de $6\,\text{m/s}$. Calcula:

1. a) la velocidad de B (módulo y sentido);
2. b) la energía cinética total de los dos carritos después de la separación.

Argumenta de dónde proviene esa energía y por qué la cantidad de movimiento total se conserva aunque la energía cinética no estaba presente al inicio.

En una prueba de balística, una bala de $10\,\text{g}$ que viaja a $400\,\text{m/s}$ se incrusta en un bloque de $1{,}99\,\text{kg}$ en reposo sobre una superficie lisa. Calcula:

1. a) la rapidez del conjunto bloque y bala después del impacto;
2. b) la energía cinética antes y después del impacto, y la energía perdida;
3. c) el impulso que recibe el bloque.

Explica por qué se conserva la cantidad de movimiento y no la energía cinética.