Cantidad de Movimiento e Impulso

A) CANTIDAD DE MOVIMIENTO (P): Es una magnitud física vectorial, a la cual se le conoce también como "Momentum Lineal";. Cuando un cuerpo de masa "m"; se mueve con una velocidad "V";, se dice que posee o tiene una cantidad de movimiento definida por el producto de su masa por su velocidad.

B) IMPULSO (J): Se llama también "Ímpetu o Impulsión"; y es una magnitud física vectorial que mide el efecto de una fuerza (F) que actúa sobre un cuerpo durante un tiempo muy pequeño (t), produciendo un desplazamiento del cuerpo en la dirección de la fuerza.

C) TEOREMA IMPULSO Y CANTIDAD DE MOVIMIENTO: "Si sobre un cuerpo o sistema de partículas actúa un impulso externo

, éste tendrá un valor igual al cambio producido en la cantidad de movimiento del cuerpo o sistema

Es decir:

D) PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE LA CANTIDAD DE MOVIMIENTO: "Cuando sobre un cuerpo o sistema, la fuerza o resultante de todas las fuerzas que actúan sobre él es igual a cero, la cantidad de movimiento se mantiene constante";.

Si: F=0 è

por lo tanto:

Donde:

Pf: Cantidad de movimiento final (kg.m/s).
Po: Cantidad de movimiento inicial (kg.m/s).

E) CHOQUES O COLISIONES: "Se denomina choque a aquel fenómeno físico en el cual dos o más cuerpos interactúan de tal manera que producen fuerzas impulsoras en el instante del evento".

Antes del choque	Después del Choque

EN TODO CHOQUE SE CUMPLE QUE: La cantidad de movimiento antes del choque es igual a la cantidad de movimiento después del choque:

Donde:

m₁ y m₂: Masas (kg).
U₁ y U₂: Velocidades antes del choque (m/s).
V₁ y V₂: Velocidades después del choque (m/s).

F) COEFICIENTE DE RESTITUCIÓN (e): Se le denomina también coeficiente de percusión o de recuperación, es un numero adimensional, determinado por la razón entre las velocidades relativas de alejamiento (después del choque) y las velocidades relativas de acercamiento (antes del choque).

Además:

Además: La velocidad relativa se determinar por la diferencia vectorial de las velocidades de los móviles.

G) TIPOS DE COLISIONES O CHOQUES:
De acuerdo al valor de "e" puede ser:

a) Choque Perfectamente Elástico (e=1).

Características:
No hay deformación.
La cantidad de movimiento se conserva: P (inicial) = P (final).
La energía cinética se conserva: Energía Cinética (inicial) = Energía Cinética (final).

b) Choque Inelástico (0 < e < 1).

Características:
Si hay deformación parcial.
La cantidad de movimiento se conserva: P (inicial) = P (final).
La cantidad de energía cinética no se conserva:
Energía Cinética (inicial) ¹ Energía Cinética (final).

Ejemplos:

Una pelota de 0,5 kg de masa se golpea durante 0,2 s. Si estaba en reposo y logra una velocidad de 10 km/h. Calcula:

a) La cantidad de movimiento final.

b) El impulso.

c) La fuerza promedio con que fue golpeada.

Para resolver el problema vamos a tener en cuenta que el impulso mecánico aplicado sobre la pelota es igual a la variación de su cantidad de movimiento: $F\cdot t = \Delta p = m(v_f - v_0)$

Como está en reposo inicialmente, podemos reescribir la ecuación: $F\cdot t = m\cdot v_f$

- La cantidad de movimiento final será el producto de la masa por la velocidad final:

$p_f = m\cdot v_f = 0,5\ kg\cdot 2,78\frac{m}{s} = \bf 1,39\frac{kg\cdot m}{s}$

- El impulso mecánico es igual a la variación de la cantidad de movimiento y por lo tanto es igual a la que acabamos de calcular: $I = \bf 1,39\ N\cdot s$

- La fuerza con la que fue golpeada será:

$F = \frac{m\cdot v_f}{t} = \frac{1,39\frac{kg\cdot m}{s}}{0,2\ s} = \bf 9,39\ N$

APRENDE FISICA - M03

APRENDIENDO FÍSICA - M03

miércoles

Cantidad de Movimiento e Impulso

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