Fisica

CANTIDAD DE MOVIMIENTO LINEAL Y COLISIONES
La cantidad de movimiento lineal de una partícula u objeto que se pueda modelar como partícula de masa m, que se mueve con velocidad v, se define como el producto de la masa y la velocidad:
p=mv
La cantidad de movimiento lineal es una cantidad vectorial porque es igual al producto de una cantidad escalar m y una cantidad vectorial v. Su dirección esa lo largo de v, y tiene dimensiones ML/T, y su unidad SI es kg.m/s.
Si una partícula se mueve en una dirección arbitraria, p debe tener tres componentes:
px=mvx py=mvy pz=mvz
Con el uso de la segunda ley de Newton se puede relacionar la cantidad de movimiento lineal de una partícula con la fuerza resultante que actúa sobre la partícula.
F=ma=mdvdt
En lasegunda ley de Newton, se supone que la masa m es constante. Por tanto, podemos llevar m dentro de la derivada para darnos
F=dmvdt=dpdt
Con esto se demuestra que la razón temporal de cambio de la cantidad de movimiento lineal de una partícula es igual a la fuerza neta que actúa sobre la partícula.
Para 2 cuerpos o más la cantidad total de movimiento del sistema debe permanecer constante,
ptot=p1+p2Y lo que sería el equivalente;
p1i+p2i=p1f+p2f
Este resultado conocido como la ley de conservación de la cantidad de movimiento lineal, se puede extender a cualquier número de partículas de un sistema aislado.
Dicho formalmente esta ley nos dice que la cantidad total de movimiento de un sistema aislado en todo tiempo es igual a su cantidad de movimiento inicial.

Problemas
1.- Un arquero de60 kilos está de pie, en reposo, sobre una superficie de hielo sin fricción y dispara una flecha de 0.50 kg horizontalmente a 50 m/s. ¿Con qué velocidad se mueve el arquero sobre el hielo después de disparar la flecha?

2.- Una pelota de 0.150 kg de masa se deja caer del reposo desde una altura de 1.25m. Rebota del piso para alcanzar una altura de 0.960m. ¿Qué impulso dio el piso a la pelota?COLISIONES
Se denomina colisión a un evento durante el cual dos partículas se acercan entre sí e interactúan por medio de fuerzas.
Durante la colisión la energía cinética total del sistema de partículas, puede o no conservarse, dependiendo del tipo de colisión.
Colisión Inelástica
Aquella en la que la energía cinética total del sistema no es la misma antes y después de la colisión (auncuando se conserve la cantidad de movimiento del sistema).
Considere dos partículas de masas m1 y m2 que se mueven con velocidades iniciales v1i y v2i a lo largo de la misma recta. Las dos partículas chocan de frente, se quedan pegadas, y luego se mueven con alguna velocidad común vf después de la colisión.
m1v1i+m2v2i=(m1+m2)vf
Colisión Elástica
Es aquella en la que la energía total (así como lacantidad de movimiento) del sistema es la misma antes y después de la colisión.
Dos partículas de masas m1 y m2 que se mueven con velocidades iniciales v1i y v2i a lo largo de la misma recta. Las dos partículas chocan de frente y luego se alejan del lugar de la colisión con diferentes velocidades v1f y v2f. Si la colisión es elástica, se conserva tanto la cantidad de movimiento como la energíacinética del sistema.
m1v1i+m2v2i=m1v1f+m2v2f
12m1v1i2+12m2v2i2=12m1v1f212m1v2f2
Problemas
1.- El péndulo balístico es un aparato empleado para medir la rapidez de un proyectil en rápido movimiento, como es una bala. Una bala de masa m1 es disparada hacia un bloque grande de madera de masa m2 suspendido de unos alambres livianos. La bala se incrusta en el bloque, y todo el sistema oscila hasta unaaltura h. ¿Cómo podemos determinar la rapidez de la bala a partir de la medición de h?

2.- Un furgón de ferrocarril de 2.50 x104 kg de masa se mueve con una rapidez de 4.00 m/s. Choca y se acopla con otros tres furgones acoplados, cada uno de la misma masa que el furgón solo y que se mueven en la misma dirección con una rapidez inicial de 2.00 m/s. (a) ¿Cuál es la rapidez de los cuatro...