Sistema de partículas

 
INDICE
INTRODUCCIÓN 3
1. DINÁMICA DE UN SISTEMA DE PARTÍCULAS 4
1.1. Conservación del momento lineal de un sistema de partículas 6
1.2. Colisiones 7
1.3. Coeficiente de restitución 8
2. CENTRO DE MASAS DE UN SISTEMA DE PARTÍCULAS 9
2.1. Propiedades del centro de masas (CM). 9
2.2. Movimiento del Centro de Masas 10
2.3. El Sistema de referencia del centro de masas 11
3. MOMENTOANGULAR DE UN SISTEMA DE PARTICULAS 12
3.1. Momento angular de una masa puntual 13
3.2. Momento angular y momento dinámico 14
3.3. Momento angular de un conjunto de partículas 15
4. ENERGÍA CINÉTICA 16
4.1. Energía de un sistema de partículas 17
4.2. Sistema aislado 19
4.3. Conservación de la energía de un sistema de partículas 20
CONCLUSIONES 24
ANEXOS 25
BIBLIOGRAFIA 33

INTRODUCCIÓNEn física existen diferentes términos que son aplicados cotidianamente, pero que tienen significados que explican el porqué de ciertos fenómenos, tal es el caso de la conservación de la energía. Cuando se habla de que una magnitud de “conserva”, significa que su valor no cambia con el tiempo. Su valor en el instante inicial es igual a su valor en el instante final. Si la energía e un sistema seconserva, su energía total no cambia, aunque alguna parte de ella sufra una transformación en la naturaleza

En el presente trabajo se pretenden explicar conceptos aplicados a la dinámica de los sistemas de partículas, lo que es el movimiento de masas, energía cinética y conservación de la energía, entre otros.

1. DINÁMICA DE UN SISTEMA DE PARTÍCULAS

Un sistema de partículas esun conjunto de partículas con alguna característica común que permita delimitarlo y en el que la posición y movimiento de una partícula depende de la posición y movimiento de las demás. Un sistema de partículas puede ser:
* Discreto. Un sistema es discreto cuando está formado por un número finito de partículas y éstas están localizadas. En un sistema discreto la masa total del sistema seobtiene sumando las masas de todas las partículas que lo forman.
* Continuo. Un sistema es continuo cuando las partículas que lo forman no se pueden delimitar. El número de partículas deja de ser finito y se pasa de una a otra sin solución de continuidad.
Hay que distinguir dos tipos de fuerzas:
* Fuerzas externas. Son las fuerzas que actúan sobre las partículas y que proceden del exteriordel sistema, son las que modifican la cantidad de movimiento del sistema
* Fuerzas internas. Son las fuerzas de interacción que ejercen unas partículas sobre otras. Estas fuerzas cumplen el principio de acción y reacción.

Sea un sistema de partículas, sobre cada partícula actúan las fuerzas exteriores al sistema y las fuerzas de interacción mutua entre las partículas del sistema.Supongamos un sistema formado por dos partículas. Sobre la partícula 1 actúa la fuerza exterior F1 y la fuerza que ejerce la partícula 2, F12. Sobre la partícula 2 actúa la fuerza exterior F2 y la fuerza que ejerce la partícula 1, F21.
| Sumando miembro a miembro y teniendo en cuenta la tercera Ley de Newton,F12=-F21, tenemos que |
Figura No. 1


Donde P es el momento lineal total del sistemay Fext  es la resultante de las fuerzas exteriores que actúan sobre el sistema de partículas. El movimiento del sistema de partículas viene determinado solamente por las fuerzas exteriores

Por ejemplo, si el sistema de partículas fuese el formado por la Tierra y la Luna: las fuerzas exteriores serían las que ejerce el Sol (y el resto de los planetas) sobre la Tierra y sobre la Luna. Las fuerzasinteriores serían la atracción mutua entre estos dos cuerpos celestes.

Para cada unas de las partículas se cumple que la razón de la variación del momento lineal con el tiempo es igual la resultante de las fuerzas que actúan sobre la partícula considerada, es decir, el movimiento de cada partícula viene determinado por las fuerzas interiores y exteriores que actúan sobre dicha partícula....