7.10 Una astronauta queda varada durante una caminata es�pacial al fallar su mochila de propulsión a chorro. Afortuna�damente, hay dos objetos cercanos a ella que puede empujar para impulsarse de regreso a la Estación Espacial Internacio�nal (ISS, por sus siglas en inglés). El objeto A tiene la misma masa que la astronauta, y el objeto B es 10 veces más grande. Para lograr un momento dado hacia la EIE empujando uno de los objetos en dirección opuesta a la ISS, ¿cuál objeto debe empujar? Es decir, ¿cuál de ellos necesita menos trabajo para producir el mismo impulso? Inicialmente, la astronauta y los dos objetos están en reposo con respecto a la EIE. (Pista: Re�cuerde que el trabajo es fuerza por distancia y piense cómo se mueven los dos objetos cuando se les empuja.)
7.11 Considere un péndulo balístico (vea la sección 7.6) en el que una bala impacta un bloque de madera. El bloque de madera cuelga del techo y oscila hasta una altura máxima des�pués del impacto. Típicamente, la bala se incrusta en el blo�que. Dada la misma bala, la misma rapidez inicial de la bala y el mismo bloque, ¿cambiaría la altura máxima del bloque si la bala no fuese detenida por el bloque sino que lo atravesara? ¿Cambiaría la altura si la bala y su rapidez fueran las mismas pero el bloque fuese de acero y la bala rebotara directamente hacia atrás?
7.12 Un saltador de bungee se preocupa porque su cuerda elástica se podría romper si se sobreestira, y está considerando reemplazar la cuerda por un cable de acero de alta resistencia a la tensión. ¿Es una buena idea?
7.13 Una pelota cae en forma vertical hacia aba�jo sobre un bloque que tiene forma de cuña y re�posa sobre hielo sin fric�ción. El bloque está ini�cialmente en reposo (vea la figura). Suponiendo que la colisión es perfectamente elásti�ca, ¿se conserva el momento total del sistema bloque-pelota? ¿La energía cinética total del sistema bloque-pelota es exacta�mente la misma antes y después de la colisión? Explique.
7.14 Para resolver problemas que se refieren a proyectiles que viajen por el aire aplicando la ley de conservación del momento se necesita evaluar el momento del sistema inmediatamente antes e inmediatamente después de la colisión o la explosión. ¿Por qué?
7.15 Dos carritos se mueven sobre un riel de aire, como se muestra en la figura. En el momento t = 0, el carrito B está en el origen, viajando en la dirección positiva x con rapidez vB, y el carrito A está en reposo, como se muestra en el diagrama si�guiente. Los carritos chocan, pero no se adhieren uno al otro.Cada una de las figuras describe una posible gráfica de un pa�rámetro físico con respecto al tiempo. Cada gráfica tiene dos curvas, una para cada carrito, y cada curva está rotulada con la letra del carrito. Para cada propiedad enumerada de a) a e), especifique la gráfica que puede corresponder a la propiedad; si no se muestra la gráfica de una propiedad, elija la opción 9
a) Las fuerzas que ejercen los carritos. b) Las posiciones de las carretas. c) Las velocidades de los carritos. d) Las aceleraciones de los carritos. e) Los momentos de los carritos
7.16 Usando principios de momentos y de fuerzas, explique por qué una bolsa de aire reduce el daño en una colisión de automóviles.
7.17 Un cohete funciona expulsando gas (combustible) por sus boquillas a alta velocidad. Sin embargo, si tomamos como sistema el cohete y el combustible, explique cualitativamente por qué un cohete estacionario se puede mover.
7.18 Cuando lo golpean en la cara, un boxeador hará “deslizar el golpe”; es decir, si prevé el golpe, dejará que los músculos de su cuello se aflojen. Su cabeza entonces se mueve hacia atrás fácilmente por el golpe. Desde un punto de vista momento�impulso, explique por qué esto es mucho mejor que tensar los músculos del cuello y resistir el golpe.
7.19 Un vagón abierto de tren se mueve con rapidez v0 por una vía de ferrocarril horizontal sin fricción, sin locomotora que tire de él. Comienza a llover. La lluvia cae verticalmente y comienza a llenar el vagón. ¿La rapidez del vagón disminuye, aumenta o permanece igual? Explique.