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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 diferenciardos cuerpos que tengan la misma velocidad, pero distinta masa. El de mayor masa, a la misma velocidad, tendrá mayor cantidad de movimiento.



m = Masa
v = Velocidad (en forma vectorial)
p = Vector cantidad de movimiento
Del latín impulsus, el término impulso hace referencia a la acción y efecto de impulsar(incitar, estimular, dar empuje). Impulso también es lasugestión e instigación.Impulso es, por otra parte, la fuerza que lleva un cuerpo en movimiento o en crecimiento: “El impulso del balón fue suficiente para llegar a la portería”, “El coche se quedó sin combustible a media vuelta del final, aunque terminó cruzando la meta gracias al impulso que traía”.
La expresión “tomar impulso” está vinculada a la acción de correr para efectuar un salto o un lanzamiento con mayorímpetu:“Cuidado con el pozo: tienes que tomar impulso y saltar con todas tus fuerzas”, “El atleta tomó un largo impulso y lanzó la jabalina a una distancia que marca un nuevo récord olímpico”, “Tomé impulso y traté de saltar el charco, pero caí justo en medio del agua y tuve que cambiarme las zapatillas y las medias”.
¿Qué es impulso?
El impulso es una cantidad vectorial y su dirección debe ser lamisma que la de la fuerza que actúa sobre el cuerpo. Las unidades de impulso son el newton segundo (N s).

Una fuerza constante F que actúa en durante un intervalo de tiempo  tiene un impulso definido mediante:

Regresando al ejemplo anterior donde analizábamos en cámara lenta el bateo de un jugador de béisbol, para producir un cambio de movimiento en la pelota cuando ésta es bateada, su masaexperimentará un cambio en la cantidad de movimiento  que ocurre dentro del intervalo de tiempo . La segunda ley de Newton también se puede expresar como: fuerza = ritmo de cambio en el momento  y por lo tanto:

Rescribiendo esta expresión en términos de la fuerza nos queda:

Entonces, tenemos que

Impulso = cambio en la cantidad de movimiento

El concepto de impulso suele aplicarse bajosituaciones donde se tiene una fuerza grande variable que actúa únicamente durante un intervalo de tiempo muy corto. Ejemplos pueden ser, la cabeza de un martillo golpeando a un clavo, un golfista lanzando un saque con un palo de golf y una pelota de golf, etc. Se hace necesario, también, encontrar la expresión para una fuerza variable (la anterior era para una fuerza constante).

Una fuerzavariable  que actúa durante un tiempo  tiene un impulso definido mediante:

Imaginemos ahora la escena que sigue al momento cuando el jugador de béisbol acaba de batear un lanzamiento. La pelota llega a un extremo del campo justo al momento en el que un jugador de campo la trata de atrapar. De nuevo, analicemos todos los movimientos en cámara lenta. En el momento en el que el fielder atrapa a lapelota, éste debe reducir la cantidad de movimiento de la misma hasta cero. Recordando que , el impulso en sus manos será el mismo sin importar de qué manera atrape la pelota. Sin embargo, el jugador puede reducir la fuerza del impacto de la bola en su guante, al mover sus manos hacia atrás, “acompañando” el movimiento de la pelota, alargando el tiempo de contacto durante este acompañamiento. No...