Problema de prueba
Este problema es una variante de A2-P06 — La pelota que rebota en la pared — mismo prerrequisito y habilidad, con otro enunciado y otros números. Se usa para comprobar si esa ficha está realmente dominada, no para practicarla de nuevo.
Prerrequisitos
- Cantidad de movimiento p=mv
- Es un vector (dirección y sentido)
- Cuidado con los signos al invertir sentido
Una pelota de squash de masa 0,15 kg choca contra una pared vertical con una velocidad de 25 m s⁻¹. La magnitud del cambio en la cantidad de movimiento de la pelota es de 6,75 kg m s⁻¹.
a
Calcule la cantidad de movimiento de la pelota justo antes del choque.
[1]
b
Explique por qué la variación de la cantidad de movimiento es la suma de las magnitudes antes y después del choque, y no su resta, dado que la pelota invierte su sentido.
[2]
c
Calcule la velocidad de la pelota justo después del rebote.
[2]
Pistas progresivas
- 1General — este problema pone a prueba el manejo de signos con vectores. Define un sentido positivo (por ejemplo, "hacia la pared") y no lo cambies.
- 2Apartado a) — sustituye directamente en p = mv, con m = 0.15 kg y v = 25 m s⁻¹.
- 3Apartado b) — si "hacia la pared" es positivo, la velocidad después del rebote es negativa. La variación es (momento final) − (momento inicial): un número negativo menos uno positivo.
- 4Apartado b), la clave — restar un número negativo es sumar su valor absoluto. Por eso la magnitud de la variación es la suma de las dos magnitudes, no la resta.
- 5Apartado c) — plantea con signos: Δp = (−mv') − (mv) = 6.75, donde v' es la rapidez después del rebote (positiva).
- 6Apartado c), despeja — prueba a plantear directamente: mv (antes) + mv' (después) = 6.75, ya que ambas magnitudes se suman.
- 7Apartado c), cifras — con m = 0.15 kg y la cantidad de movimiento inicial del apartado a), deberías obtener una velocidad de rebote de 20 m s⁻¹.
Refuerzo
Vídeo —
↗ — «»
Apartado a) —
p = mv = 0.15 × 25 = 3.75 kg m s⁻¹.
Apartado b) —
Tomando "hacia la pared" como sentido positivo, el momento antes es +3.75 kg m s⁻¹ y después del rebote es −mv′ (negativo, el sentido se invierte). La variación es Δp = (−mv′) − (+mv) = −(mv′ + mv): su magnitud es la suma de las dos magnitudes, no la resta, precisamente porque el signo cambia.
Apartado c) —
mv + mv′ = 6.75 → 3.75 + 0.15v′ = 6.75 → 0.15v′ = 3.0 → v′ = 20 m s⁻¹.