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Solución del ejercicio n° 4 de cantidad de movimiento e impulso. Choque plástico y elástico. Problema resuelto.Ejemplo, cómo calcular la fuerza empleando la cantidad de movimiento y choque plástico

Problema n° 4 de impulso y cantidad de movimiento

Problema n° 4

Se rocía una pared con agua empleando una manguera, la velocidad del chorro de agua es de 5 m/s, su caudal es de 300 cm³/s, si la densidad del agua es de 1 g/cm³ y se supone que el agua no rebota hacia atrás, ¿cuál es la fuerza promedio que el chorro de agua ejerce sobre la pared?

Desarrollo

Datos:

ΦV = 300 cm³/s (caudal volumétrico)

vi = 5 m/s

vf = 0 m/s (porque el chorro no rebota)

δ = 1 g/cm³

Fórmulas:

I = F·t

I = m·v

ΦM = ΦV·Δ

Solución

Primero debemos hallar la masa de agua y el tiempo de acción:

ΦM = ΦV·Δ

ΦM = 300 cm³/s·1 g/cm³

ΦM = 300 g/s (caudal másico)

ΦM = 0,3 kg/s éste dato nos dice que en t = 1 s la masa de agua es m = 0,3 kg

Δp = I

pf - pi = I

m·vf - m·vi = F·t

F = m·(vf - vi)/t

F = 0,3 kg·(5 m/s - 0 m/s)/1 s

Resultado, la fuerza promedio que el chorro de agua es:

F = 1,5 N

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