Estadistica

2. Cinética de partículas

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Cantidad de movimiento lineal de una partícula

Cantidad de movimiento
La cantidad de movimiento, momento lineal, ímpetu o moméntum es una magnitud vectorial que se define como el producto de la masa del cuerpo y su velocidad en un instante determinado. En cuanto al nombre Galileo Galilei en su Discursos sobre dos nuevas ciencias usa el términoitaliano impeto, mientras que Isaac Newton usa en Principia Mathematica el término latino motus (movimiento) y vis (fuerza). La forma más usual de introducir la cantidad de movimiento es mediante definición como el producto de la masa (Kg) de un cuerpo material por su velocidad (m/s), para luego analizar su relación con la ley de Newton a través del teorema del impulso y la variación de la cantidadde movimiento. No obstante, después del desarrollo de la Física Moderna, esta manera de hacerlo no resultó la más conveniente para abordar esta magnitud fundamental. El defecto principal es que esta forma esconde el concepto inherente a la magnitud, que resulta ser una propiedad de cualquier ente físico con o sin masa, necesaria para describir las interacciones. Los modelos actuales consideran queno sólo los cuerpos masivos poseen cantidad de movimiento, también resulta ser un atributo de los campos y los fotones. La cantidad de movimiento obedece a una ley de conservación, lo cual significa que la cantidad de movimiento total de todo sistema cerrado (o sea uno que no es afectado por fuerzas exteriores, y cuyas fuerzas internas no son disipadoras) no puede ser cambiada y permanece constanteen el tiempo. Finalmente, se define el impulso recibido por una partícula o un cuerpo como la variación de la cantidad de movimiento durante un periodo de tiempo dado: ∆p = pf − p0 (2.2)

siendo pf la cantidad de movimiento al final del intervalo y p0 al inicio del intervalo. Históricamente el concepto de cantidad de movimiento surgió en el contexto de la mecánica newtoniana en estrecha relacióncon el concepto de velocidad y el de masa. En mecánica newtoniana se define la cantidad de movimiento lineal como el producto de la masa por la velocidad: p = mv ITESCAM MCT-1008 (2.3) Dinámica

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2. Cinética de partículas

La idea intuitiva tras esta definición está en que la cantidad de movimiento dependía tanto de la masa como de la velocidad: si se imagina una mosca y un camión,ambos moviéndose a 40 km/h, la experiencia cotidiana dice que la mosca es fácil de detener con la mano mientras que el camión no, aunque los dos vayan a la misma velocidad. Esta intuición llevó a definir una magnitud que fuera proporcional tanto a la masa del objeto móvil como a su velocidad.

Impulso
Se denomina impulso a la magnitud física, generalmente representada como I, definida como lavariación en la cantidad de movimiento que experimenta un objeto en un sistema cerrado. El término difiere de lo que cotidianamente conocemos como impulso y fue acuñado por Isaac Newton en su segunda ley, donde la llamó vi motrici refiriéndose a una especie de fuerza del movimiento. En la mecánica clásica, a partir de la segunda ley de Newton sobre la fuerza tenemos que: dp F = dt si multiplicamos aambos lados por dt: F · dt = dp lo que nos dice que el cambio en la cantidad de movimiento es proporcional a una fuerza aplicada sobre la partícula durante algún intervalo de tiempo: ∆p = F · dt (2.4)

A lo que llamamos impulso es ese valor de la integral de la fuerza en el tiempo: I= F · dt (2.5)

Un impulso cambia el momento lineal de un objeto, y tiene las mismas unidades y dimensiones que elmomento lineal. Las unidades del impulso en el Sistema Internacional son kg · m/s.

Conservación del momento lineal
La variación en la cantidad del movimiento y el impulso van estrechamente ligados. La conservación de la cantidad de movimiento lineal es una de las cantidades físicas que en un sistema cerrado aparecen inalterables. Así, si sobre un sistema no se ejerce fuerza neta alguna, el...