fisica

Momentum o Cantidad de Movimiento Lineal 2011-11-30


Se define como el producto entre la velocidad de la partícula y la masa de ella. La masa es un coeficiente característico de cada cuerpo que está relacionado con la cantidad de protones, neutrones y electrones del cuerpo.
El concepto de momentum es muy importante en física pues relaciona la parte dinámica de él con la parte cinemática.p.e. dos cuerpos de distinta masa pero igual velocidad al interactuar con una pared ocasionan distintos efectos.
Es una cantidad vectorial y su unidad en el sistema internacional es .
Conceptos básicos.

Sistema de partículas.
Es un conjunto de partículas que están interactuando entre sí o con otro sistema de partículas.
Partícula libre: se le denomina a aquella partícula que tiene momentumconstante.
Sistema aislado de partículas a fuerzas externas.
Es un conjunto de partículas que interactúan solamente entre sí.
Concepto de fuerza.
Fuerza se define como la rapidez con que cambia el momentum una partícula o sistema de partículas, como consecuencia de una interacción.


Dibujo de momentum, cambio de momentum y fuerzas.







Centro de masa.
Es un punto del espacioen el cual se considera concentrada toda la masa de un sistema de partículas. Este punto “virtual” es tan real como si toda la masa estuviera físicamente en ese lugar.

Posición del centro de masa.

Para determinar la posición del centro de masa (C.M.) se utiliza la siguiente relación:
Si el cuerpo es homogéneo


Ejemplo. Calculemos el centro de masa de dos masas puntuales m1 = 5 kg ym2 = 10kg ubicadas
en y respectivamente, como se observa en la Fig.
El centro de masa entonces es:
lo que demuestra que el C.M. está en la linea entre m1 y m2, pero más cerca de m2 ya que este tiene mas masa.

Velocidad del centro de masa
Para determinar la velocidad del centro de masa (C.M.) se utiliza la siguiente relación:
.
El momentum del C.M. es igual a la suma vectorial delos momenta de todas las partículas que conforman el sistema.

Aceleración del centro de masa
Para determinar la aceleración del centro de masa (C.M.) se utiliza la siguiente relación:
. La fuerza externa actuando en el C.M. es igual a la suma vectorial de las fuerzas externas que actúan en todas las partículas que conforman el sistema.

Impulso y variación del momentum.
Se llamaimpulso al producto entre la fuerza y el intervalo de tiempo en que es aplicada, este producto es igual a la variación de momentum del cuerpo.

El área bajo la curva en un gráfico F(t) nos da la variación del momentum.





Aplicación # 01

La cantidad de movimiento de una partícula con respecto al tiempo está registrada en los siguientes gráficos:


i) Determinar la ecuación del vectormomentum de la partícula en función del tiempo, la validez de esta expresión es para 0≤ t ≤ 5(s) . R:
ii) ¿Qué significado físico tiene la pendiente en dichos gráficos?
R: corresponde a la variación de la componente X e Y del momentum con respecto al tiempo o las componentes X e Y de la fuerza.
iii) ¿Cuál es el vector fuerza con respecto al tiempo? R:
iv) En un gráfico F(t) ¿qué significafísicamente el área bajo la curva? R: El impulso que recibe el cuerpo.
v) Construya los gráficos FX (t) y FY (t)
vi) Si m = 3 (kg) y Determinar
vii) Encontrar Y(X) y graficar. Qué representa físicamente la gráfica



Principio de acción y reacción ( 3ª ley de Newton)

En toda interacción se verifica que la fuerza que realiza un cuerpo A en otro B, este ejerce una fuerza igual y desentido contrario en A. las fuerzas siempre se presentan por pares


Relación entre masa, fuerza y aceleración ( 2ª ley de Newton)

Si consideramos la masa del cuerpo constante, se verifica que: ,2ª ley de Newton. Si un cuerpo está interactuando con varios cuerpos o sistemas la fuerza neta o total en él es

Principio de superposición: este principio nos dice que:
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