FUERZAS DISIPATIVAS Y CANTIDAD DE MOVIMIENTO LINEAL

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PREUNIVERSITARIO PREUCV 
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS 
FÍSICA 
 
 
 
 
 
 
FUERZAS DISIPATIVAS Y CANTIDAD DE MOVIMIENTO LINEAL 
67 FÍSICA– CLASE 7 
 
Para un cuerpo de masa m que se 
mueve del punto 1 al 2 y luego del 
punto 2 al 1. 
Una fuerza es no conservativa si 
el trabajo efectuado por ella 
sobre una partícula que se mueve 
en cualquier viaje de ida y vuelta 
es distinto de cero. 
 
Esto muestra de alguna manera 
que la presencia del roce provoca 
disipación de la energía o su 
trasformación en otra. 
Esto implica un cambio en el 
contenido ya conocido hasta 
ahora 
 
 
En ausencia de fuerzas no 
conservativas la Energía 
Mecánica se conserva en 
cualquier instante 
 
Pero en presencia de fuerzas 
no conservativas existirá una 
disipación de la energía que 
es producida por el trabajo 
realizado por esta fuerza 
 
Dónde: 
 Trabajo realizado por 
la fuerza no conservativa o 
fuerza disipada 
 
 
 
 
¿QUÉ SON LAS FUERZAS NO 
CONSERVATIVAS? 
MOMENTUM 
 
 
 
 Eje Temático: Fuerzas y Movimiento 
 Sub-Eje: Mecánica 
 Tareas: Comprender y Aplicar 
 
Existen dos tipos de energía potencial, una de ellas es la Gravitacional y la 
otra es la Elástica 
En esta sección revisaremos esta última la que deriva de la ley de Hooke 
 
Ley de hooke 
En física, la ley de elasticidad de hooke, 
originalmente formulada para casos del 
estiramiento longitudinal, establece que el 
alargamiento unitario que experimenta un 
material elástico es directamente 
proporcional a la fuerza aplicada 
 
 fuerza 
 constante elástica ( ) 
 compresión o elongación (m) 
 
 
Energía potencial elástica: 
La energía potencial elástica es aquella que 
depende de un medio elástico que almacena 
energía el comprimirse o estirarse. Esto 
significa que si no se comprime o estira no 
almacena energía 
 
 
 
 
Dónde: 
 energía elástica ( ) 
 constante elástica ( ) 
 compresión o elongación (m) 
Si: 
 
 
 
Trabajo realizado por la fuerza de Roce 
 
 
 
 
 
El trabajo está determinado 
por: 
Dónde: 
 trabajo realizado por la 
fuerza no conservativa 
 fuerza de roce 
 desplazamiento 
 
 
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Guía de Destrezas F – 7: Fuerzas disipativas y cantidad de movimiento lineal 
 
68 FÍSICA – CLASE 7 
 
Esta propiedad está asociada a la 
cantidad de masa que tiene un 
objeto y a la velocidad con que éste 
se mueve; es transferible, es decir, 
una persona o un objeto pueden 
transferir momentum a un cuerpo. 
Para ésto debemos interactuar con 
él; dicho de otro modo, debemos 
ejercerle una fuerza. 
 
 
Ahora bien, si todas las fuerzas 
sobre un sistema, sea este un 
cuerpo o un conjunto de cuerpos, 
se anulan entre sí, es decir, la fuerza 
neta sobre el sistema es igual a 
cero, entonces el momentum del 
sistema se conserva, lo que significa 
que su cantidad de movimiento no 
cambia, es constante 
 
 
 
MOMENTUM 
 
 
El momentum o Cantidad de Movimiento Lineal 
La propiedad llamada cantidad de movimiento o momentum está 
asociada a la cantidad de masa que tiene un objeto y a la velocidad con 
que este se mueve; es transferible, es decir, una persona o un objeto 
pueden transferir momentum a un cuerpo. 
 
Dónde: 
 = Momentum o cantidad de movimiento lineal 
 = Masa del cuerpo 
 Velocidad 
 
Impulso o variación de la cantidad de Movimiento 
Cuando un cuerpo está en reposo resulta relativamente sencillo asociar su 
inercia, es decir, la resistencia al cambio de estado de reposo, solamente a 
la masa. En efecto, es la masa la magnitud que nos indica en gran medida 
la magnitud de la fuerza que debemos aplicar para sacar a un cuerpo en 
reposo. Sin embargo, cuando un cuerpo está en movimiento, esta 
resistencia a cambiar de estado de movimiento, aumentando, 
disminuyendo o cambiando la dirección de la velocidad, dependerá no 
sólo de la masa sino que además de la velocidad con que se mueve el 
cuerpo. 
 
 
 
Conservación de la cantidad de movimiento 
 
En un choque, podemos establecer una separación relativamente 
precisa de tiempos que transcurrieron “antes del choque” y de 
tiempos que transcurrieron “después del choque”. El estudio de 
los choques busca determinar el estado de movimiento final de las 
partículas implicadas, conociendo: 
• El estado de movimiento inicial de cada partícula. 
• El principio de conservación del momentum lineal. 
• El principio de conservación de la energía, en el caso de los 
choques elásticos. 
 
 
 
 
 
 
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Guía de Destrezas F – 7: fuerzas disipativas y cantidad de movimiento lineal. 
 
69  FÍSICA– CLASE 7 
 
 
1. Una fuerza conservativa se caracteriza porque: 
 
A) No cambia su sentido. 
B) El trabajo que realiza es cero. 
C) El trabajo que realiza siempre es negativo. 
D) El trabajo que realiza siempre es mayor que cero. 
E) En una trayectoria cerrada el trabajo total realizado 
por la fuerza siempre es cero. 
 
2. Mediante una fuerza F se eleva verticalmente un 
cuerpo de a una altura de 5 metros en 5 
segundos, con velocidad constante (considere 
 ). En esta situación, es falso afirmar 
que: 
 
A) El trabajo de la fuerza F es de 250 Joule. 
B) La intensidad de la fuerza F es de 50 Newton. 
C) Se necesitan 50 Watts de potencia. 
D) La energía cinética se mantiene en 5 Joule. 
E) La aceleración vale . 
 
3. Respecto al trabajo será correcto decir que es una 
magnitud: 
 
A) Vectorial que tiene la dirección y sentido de la 
fuerza. 
B) Escalar que tiene la misma dirección de la fuerza. 
C) Vectorial que tiene la dirección y sentido del 
desplazamiento. 
D) Que no tiene dirección ni sentido ya que es un 
escalar. 
E) Vectorial que tiene la dirección y sentido del 
producto entre la fuerza y el desplazamiento. 
 
4. Un cuerpo de masa constante está bajando por un 
plano inclinado, y el gráfico de la figura muestra 
cómo se comporta su momentum en función del 
tiempo. De la observación del gráfico, es verdadero 
concluir que el cuerpo: 
 
A) Está bajando con velocidad constante. 
B) Está sometido a una fuerza neta mayor que cero. 
C) No posee momentum. 
D) Experimenta una aceleración constante mayor que 
cero. 
E) Está aumentando su momentum. 
 
 
5. ¿En cuál de los siguientes casos se conserva el 
momentum de una partícula de masa constante? 
 
A) En una caída libre. 
B) En un lanzamiento vertical hacia arriba. 
C) Al lanzar un cuerpo por un plano horizontal sin roce. 
D) En un plano inclinado sin roce. 
E) En un bus que está siendo frenado. 
 
6. Una esfera de de masa es lanzada 
verticalmente hacia arriba con rapidez inicial 
 . La altura alcanzada por el cuerpo fue 
de 15 m. Entonces, la pérdida de energía debido a la 
resistencia del aire fue de: 
 
A) 100 J 
B) 75 J 
C) 50 J 
D) 25 J 
E) 0 J 
 
7. Se aplica una fuerza de 6 N sobre un cuerpo durante 
un lapso de 4s. Si el cuerpo esta inicialmente en 
reposo. ¿Cuál es el cambio de momentum que 
experimenta el cuerpo? 
 
A) Cero 
B) 
C) 
D) 
E) 
 
8. Sobre una masa de que estaba en reposo sobre 
una superficie horizontal rugosa, se aplican en forma 
simultánea tres fuerzas de magnitudes , y , 
cuyos sentidos se indican en la figura. La fuerza es 
de 50 N y de 30 N y el cuerpo debido a esto se 
mueve con aceleración de hacia la derecha. 
Entonces, considerando que se desconoce el valor de 
la fuerza y la magnitud del roce, será correcto 
afirmar que: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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70 FÍSICA – CLASE 7 
 
A) No se puede determinar el trabajo neto con estos 
datos.B) El trabajo hecho por es positivo. 
C) El trabajo realizado por puede ser positivo o 
negativo dependiendo de su valor. 
D) El roce en este caso hará un trabajo positivo. 
E) La fuerza neta hace un trabajo positivo. 
 
9. Un cuerpo de masa 1 kg choca horizontalmente 
contra una pared vertical con una velocidad de 20 
m/s y rebota con una velocidad de 15 m/s. La 
variación de la magnitud de la cantidad de 
movimiento es: 
 
A) 
B) 
C) 
D) 
E) 
 
10. Una pelota cae desde los de altura, luego de 
chocar contra el suelo sale con una rapidez de 
 y vuelve a subir. Respecto a esta situación se 
afirma que: 
 
I. Las energías cinéticas justo antes y después de 
golpear el suelo son iguales. 
II. Al pasar por el punto que está a de altura, al 
bajar y al subir, sus energías potenciales son iguales. 
III. Después de rebotar la máxima energía potencial 
que alcanza, es igual a la energía cinética que tenía 
justo antes de golpear el suelo desplazamiento es 
cero. 
 
 Es (son) verdadera(s): 
 
A) Sólo I. 
B) Sólo II. 
C) Sólo III. 
D) Sólo I y II. 
E) I, II y III. 
 
11. En los casos I, II y III se muestran cuerpos con distinta 
masa y distinta velocidad, al respecto se afirma que al 
comparar las cantidades de movimiento de los 
cuerpos es correcto concluir que son iguales los 
casos: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A) I y II. 
B) I y III. 
C) II y III. 
D) I, II y III. 
E) Ninguno de ellos. 
 
12. Un móvil cambia de posición en el tiempo, tal como 
lo muestra la figura. Si la masa del móvil es de 8 kg, 
entonces el momentum que posee a los 10 s, 
expresado en unidades del SI, es: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A) 2 
B) 4 
C) 10 
D) 40 
E) 200 
 
13. Que cantidad de energía puede almacenar un resorte 
que se ha estirado desde su posición inicial, si 
su constante elástica es de : 
 
A) . 
A) . 
B) . 
C) . 
D) . 
E) . 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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71  FÍSICA– CLASE 7 
 
 
 
14. Una caja plástica de que se deslizaba por una 
superficie sin roce, entra a una zona rugosa con 
rapidez de y se detiene después de 
recorrer . El trabajo hecho por la fuerza de 
roce fue de módulo: 
 
A) 9 J. 
B) 50 J. 
C) 25 J. 
D) 225 J. 
E) 375 J. 
 
15. Se suelta una piedra desde una altura de . El 
roce con el aire hace que su energía cinética al 
momento de llegar al suelo, sea el 90% de lo que 
sería si no hubiese roce con el aire, entonces la 
velocidad de la piedra al momento de llegar al suelo 
es: 
 
A) . 
B) . 
C) . 
D) . 
E) . 
 
16. Un cuerpo avanza en línea recta de modo que su 
momentum es . El mismo cuerpo a partir de 
cierto momento reduce su masa a la mitad y 
cuadruplica su rapidez, por lo tanto, ahora su 
momentum es: 
 
A) 
B) 
C) 
D) 
E) 
 
17. ¿Cuál afirmación es falsa respecto al impulso? 
 
A) Es una magnitud vectorial. 
B) Siempre produce una variación en la cantidad de 
movimiento. 
C) Al chocar dos partículas se ejercen impulsos iguales. 
D) Tiene la misma dirección y sentido de la fuerza. 
E) Mientras mayor sea el tiempo de aplicación de la 
fuerza sobre un cuerpo, mayor será el impulso 
sobre él. 
 
 
 
 
 
 
 
18. Dos cuerpos A y B, son soltados desde los 20 m y los 
5 m de altura, respectivamente. Considerando que 
las respectivas masas de A y B son 2 kg y 4 kg, será 
correcto afirmar que al comparar sus cantidades de 
movimiento, y , cuando cada uno está 
llegando al suelo, se cumple que: 
 
 
A) 
B) 
C) 
D) 
E) 
 
PREGUNTA HABILIDADES PENSAMIENTO CIENTÍFICO 
 
19. La cantidad de movimiento es un valor físico que 
depende de la masa y la rapidez de un cuerpo. 
Por ejemplo, un camión que baja una pendiente 
tiene una gran cantidad de movimiento por tener 
una gran masa. ¿Existe la posibilidad de que un 
patín, notoriamente de menor tamaño, tenga 
mayor cantidad de movimiento que el camión? 
 
A) Es imposible, el patín tiene mucha menos masa 
que el camión. 
B) Es imposible ya que el camión es un vehículo y el 
patín un juguete. 
C) Muy posible, sobre todo cuando bajan por la una 
pendiente. 
D) Solo si el patín está en movimiento y el camión en 
reposo. 
E) En cualquier caso. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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72 FÍSICA – CLASE 7 
 
 
PREGUNTA HABILIDADES PENSAMIENTO CIENTÍFICO 
 
20. La conservación de la cantidad de movimiento 
puede ser aplicado en colisiones reales de 
vehículos, en donde conociendo las propiedades 
del momentum se puede predecir el resultado 
del fenómeno. Si un vehículo pequeño colisiona 
con un camión, el que tienen su carga completa, 
estacionado. Según las condiciones nombradas 
anteriormente, ¿Qué condiciones se deben 
cumplir para que el camión se mueva? 
 
A) No importa la velocidad, siempre el camión se 
moverá. 
B) No importa la masa, siempre se mueve. 
C) Se moverá siempre que el vehículo sobrepase 
una velocidad determinada. 
D) Sin importar la velocidad del vehículo, el camión 
nunca se moverá. 
E) Ninguna de las anteriores.