Concepto de Cantidad de Movimiento (Momentum); Impulso y el Teorema Impulso-Momento; Conservación de la Cantidad de Movimiento; Colisiones: Elásticas e Inelásticas; Aplicaciones y Resolución de Problemas

Momento, Impulso y Colisiones

Física

Momento, Impulso y Colisiones

Explorando el movimiento y sus transformaciones en sistemas físicos.

Índice

• Concepto de Cantidad de Movimiento (Momentum)

• Impulso y el Teorema Impulso-Momento

• Conservación de la Cantidad de Movimiento

• Colisiones: Elásticas e Inelásticas

• Aplicaciones y Resolución de Problemas

Cantidad de Movimiento (Momentum)

La cantidad de movimiento (momentum) es una magnitud vectorial fundamental. Se define como el producto de la masa y la velocidad de un objeto (p=mv). Su unidad en el SI es kg·m/s.

Colisión unidimensional: impulso y momentum.

El martillo golpea, liberando energía y fragmentos.

Impulso: El Efecto de una Fuerza

• Impulso (J): Fuerza neta aplicada sobre un objeto en un tiempo.

• Fórmula: J = F ⋅ Δt (Fuerza x Intervalo de Tiempo).

• Mismo impulso: Gran fuerza en poco tiempo (ej. golpe de martillo).

• Mismo impulso: Poca fuerza en mucho tiempo (ej. empujar un carro).

Teorema Impulso-Momento: Conexión Clave

El impulso (J) es igual al cambio en el momentum (Δp). Una fuerza aplicada por un tiempo cambia la velocidad de un objeto. Al lanzar una pelota, el impulso de tu mano altera su movimiento.

Aceleración centrípeta en movimiento: el impulso cambia el movimiento.

Impulso en la Vida Real

Bateadores y golfistas maximizan el impulso aplicando fuerza en poco tiempo. Los airbags aumentan el tiempo de impacto para reducir la fuerza sobre los ocupantes, minimizando lesiones.

Sistemas Aislados: La Clave para la Conservación

Un sistema aislado no experimenta fuerzas externas netas. Esta condición es fundamental para que la cantidad de movimiento total se conserve.

Bicicleta estática: ejemplo de inercia y la Primera Ley de Newton.

El retroceso del cañón ilustra impulso y momento.

Conservación de la Cantidad de Movimiento

• Sistema aislado: momento total es constante.

• Antes y después de interacciones internas.

• Sin fuerzas externas netas actuando.

• Ejemplos: retroceso de arma, propulsión de cohete.

Aplicando la Conservación: Antes y Después

En un sistema aislado, la cantidad de movimiento total antes de una interacción es igual a la cantidad de movimiento total después. Esto se expresa como: m₁v₁ᵢ + m₂v₂ᵢ = m₁v₁բ + m₂v₂բ.

¿Qué es una Colisión?

Momentum Siempre se Conserva

Una colisión es un evento breve donde cuerpos ejercen fuerzas intensas entre sí. Esto resulta en un intercambio significativo de cantidad de movimiento y/o energía. Piensa en un choque de autos o bolas de billar.

Durante cualquier colisión, la cantidad de movimiento total del sistema se mantiene constante. Esto ocurre siempre que el sistema sea aislado, sin fuerzas externas netas. ¡Es una ley fundamental de la física!

Momento, Impulso y Colisiones

Concepto de Cantidad de Movimiento (Momentum); Impulso y el Teorema Impulso-Momento; Conservación de la Cantidad de Movimiento; Colisiones: Elásticas e Inelásticas; Aplicaciones y Resolución de Problemas

Quienes vieron esta diapositiva también disfrutaron de...