Impulso y cantidad de mivimiento

Temario
Unidad 1 “Mecánica”
Tema 1.1 Conceptos Básicos, la naturaleza y la contaminación ambiental.
1.2 Exponensación
1.3 Velocidad y Aceleración
1.4 Impulso y cantidad de movimiento
1.5 Movimiento Rectilíneo Uniforme y Acelerado
1.6 Movimiento Circular
1.7 Movimiento Armónico Simple
1.8 Fórmulas
Introducción
Los principios del impulso y la cantidad de movimiento que se van adesarrollar en esta investigación y el siguiente se obtienen integrando la segunda ley de Newton respecto al tiempo. Las ecuaciones resultantes sirven para resolver problemas en los que haya que relacionar las velocidades de un cuerpo correspondientes a dos instantes diferentes y las fuerzas que intervienen puedan expresarse en función del tiempo. Aun cuando los principios delimpulso y la cantidad de movimiento no sean imprescindibles para resolver un problema dado. Resultan particularmente útiles para la solución de problemas de choque entre cuerpos y de sistemas de masa variable.

Impulso y cantidad de movimiento
Impulso
El concepto de impulso se puede introducir mucho antes del conocimiento sobre el cálculo diferencial e integral con algunasconsideraciones. Si consideramos una masa que no varía en el tiempo sujeta a la acción de una fuerza también constante, la cantidad de movimiento se puede tomar como el simple producto entre la velocidad ( ) y la masa ( ). Según la segunda ley de Newton, si a una masa se le aplica una fuerza aquélla adquiere una aceleración , de acuerdo con la expresión:

Multiplicando ambos miembros por el tiempoen que se aplica la fuerza:

Como , tenemos:

Y finalmente:

Que es equivalente a (1) cuando la fuerza no depende del tiempo.
Unidades
Un impulso cambia el momento lineal de un objeto, y tiene las mismas unidades y dimensiones que el momento lineal. Las unidades del impulso en el Sistema Internacional son kilm•m/s.
Para deducir las unidades podemos utilizar la definición más simple,donde tenemos:


Considerando que , y sustituyendo, resulta

y efectivamente,

Con lo que hemos comprobado que , por lo que el impulso de la fuerza aplicada es igual a la cantidad de movimiento que provoca, o dicho de otro modo, el incremento de la cantidad de movimiento de cualquier cuerpo es igual al impulso de la fuerza que se ejerce sobre él.
El impulso es el producto entre unafuerza y el tiempo durante el cual está aplicada. Es una magnitud vectorial. El módulo del impulso se representa como el área bajo la curva de la fuerza en el tiempo, por lo tanto si la fuerza es constante el impulso se calcula multiplicando la F por Δt, mientras que si no lo es se calcula integrando la fuerza entre los instantes de tiempo entre los que se quiera conocer el impulso.Existen varias aplicaciones para el impulso y seguramente todos usamos siquiera alguna vez alguna de estas aplicaciones o simplemente no nos damos cuenta de todo la que sucede en realidad, por ejemplo al jugar billar, el taco transmite energía a la bola mediante un choque y a su vez, la bola también transmite energía potencial al chocar con otras bolas.
Una gran parte de nuestra informaciónacerca de las partículas atómicas y nucleares, se obtiene experimentalmente observando los efectos de choque entre ellas. A una mayor escala cuestiones como las propiedades de los gases se pueden entender mejor en función de choques de las partículas, y encontraremos que de los principios de la conservación de la cantidad de movimiento y de la conservación de la energía, podemos deducir muchainformación acerca de los fenómenos de choques.

Impulso y cantidad de movimiento.- En un choque obra una gran fuerza en cada una de las partículas que chocan durante un corto tiempo; un bat que golpea una pelota de béisbol o una partícula nuclear que choca con otra son ejemplos típicos. Por ejemplo, durante el intervalo muy corto de tiempo que el bat está en contacto con la pelota se ejerce sobre...