la ciencia

Impulso y cantidad de movimiento

Impulso
El impulso es el producto entre una fuerza 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 fuerzaentre los instantes de tiempo entre los que se quiera conocer el impulso.




Cantidad de Movimiento
La cantidad de movimiento es el producto de la velocidad por la masa. La velocidad es un vector mientras que la masa es un escalar. Como resultado obtenemos un vector con la misma dirección y sentido que la velocidad.
La cantidad de movimiento sirve,por ejemplo, para diferenciar dos cuerpos que tengan la misma velocidad, pero distinta masa. El de mayor masa, a la misma velocidad, tendrá mayor cantidad de movimiento.


Cantidad de Movimiento
m = Masa
v = Velocidad (en forma vectorial)
p = Vector cantidad de movimiento

Relación entre Impulso y Cantidad de Movimiento
El impulso aplicado a un cuerpo es igual a la variación de lacantidad de movimiento, por lo cual el impulso también puede calcularse como:



Relación entre Impulso y Cantidad de Movimiento
Dado que el impulso es igual a la fuerza por el tiempo, una fuerza aplicada durante un tiempo provoca una determinada variación en la cantidad de movimiento, independientemente de su masa: Relación entre Impulso y Cantidad de Movimiento.








ImpulsoEn mecánica, se llama impulso a la magnitud física, denotada usualmente como I, definida como la variación en el momento lineal que experimenta un objeto físico 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 lo llamó vis motrix, refiriéndose a una especie de fuerza del movimiento.

\vec F =\frac{d \vec p} {dt}
Si multiplicamos ambos miembros por \ dt:
\vec F \cdot dt = d\vec p
Lo que nos dice que la variación de la cantidad de movimiento es proporcional a una fuerza aplicada sobre la partícula durante un intervalo de tiempo:
\Delta \vec p = \int \vec F \cdot dt
A lo que llamamos impulso es ese valor de la integral de la fuerza en el tiempo:
(1)\vec{I} = \int \vec F \cdot dtDefinición simple
El concepto de impulso se puede introducir mucho antes del conocimiento sobre el cálculo diferencial e integral con algunas consideraciones. 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 (\ v) y la masa (\ m). Según la segunda ley deNewton, si a una masa \ m se le aplica una fuerza \ F aquélla adquiere una aceleración \ a, de acuerdo con la expresión:
F = m \ a
Multiplicando ambos miembros por el tiempo \ \Delta t en que se aplica la fuerza:
F\, \Delta t=\,m\, a\,\Delta t
Como a\, \Delta t = \Delta v, tenemos:
F\, \Delta t = m\, \Delta v
Y finalmente:
I = F\, \Delta t
Que es equivalente a (1) cuando la fuerza no dependedel tiempo.

Conversión
Como hemos visto, 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 momento lineal total del sistema no puede variar. Y para nuestro caso: parahacer variar la cantidad de movimiento de un cuerpo es necesario aplicarle un impulso producto de una fuerza.

Choques
Los choques son interacciones de dos o más cuerpos en el que existe contacto entre ellos durante un tiempo tanto determinado como indeterminado. Existen distintos tipos de choque, los choques elásticos, inelásticos y perfectamente inelásticos. Todos estos choques tienen la...