Clase 4: Impulso, momento y choques

Rodrigo Flores Navarro

Impulso

• Definición: Es cuando una fuerza actúa sobre un cuerpodurante un cierto intervalo de tiempo.Matemáticamente la escribimos como:

I = F x t

• Por lo tanto su unidad de medida es N s.

Ejemplos

1)Tenista golpeando una pelota de tenis

2)Beisbolista bateando

3)Futbolista pateando una pelota

Ejemplo 2

• Una pelota de béisbol de0,15 kg de masas, se estamoviendo con unavelocidad de 40 m/scuando es golpeada porun bate que invierte sudirección adquiriendouna velocidad de 60 m/sa) ¿Qué fuerza ejerció elbate sobre la pelota siestuvo en contacto 1 s?

• b) ¿Qué valor tiene elimpulso?

• Respuesta:

Momento lineal

• La cantidad de momento lineal p de un cuerpo de masa m, que se mueve con una velocidad v, esta definido por la expresión:

Donde consideramos

p = Cantidad de movimiento (momento)

m = Masa del objeto

v = velocidad del objeto

• Nota: Para la mecánica newtoniana, p cumple de manera optima la descripción y relación que pueda tener una partícula y su rapidez. Para una física mas avanzada, esta ley se complica un poco mas

¿Qué dirección y sentido tiene el momento?

• Respuesta: El momento lineal es una cantidad vectorial, de igual dirección y mismo sentido que el vector v.

• Su unidad de medida es Kg m/s2.

Relación entre impulso y momento

• El impulso que recibe un cuerpo en cierto intervalo de tiempo, es igual a la variación de cantidad de momento.

Demostración =)

La demostración seria la siguiente:

Cantidad de momento total

• La cantidad de momento de un sistema ( P ) es la suma vectorial de las cantidades de momento de las partículas del sistema.

Colisiones o choques

• Existen cuatro tipos de choques:

Dependiente de la dirección

a) Rectos.

b) Oblicuos

Dependiente de la unión

a) Elásticos.

b) Inelásticos.

Choque recto, directo o unidimensional

• Sucede cuando la dirección del movimiento de los cuerpos no se altera por el choque, es decir, se mueven sobre una misma recta antes y después de la colisión.

Choque oblicuo o bidimensional

• Sucede cuando los cuerpos se mueven en distintas direcciones, antes o después del choque.

Choque elástico

• En este tipo de colisión los cuerpos no sufren deformaciones durante el impacto.

V

V

V

Choque inelástico

• Ocurre cuando los cuerpos presentan deformaciones permanentes en la colisión

V1

V1

V2

Conservación del momento

“Si es nula la resultante de las fuerzas externas que actúan sobre un sistema de partículas, la cantidad de momento total del sistema se conserva.”

Expresión Matemática

PINICIAL = PFINAL

DONDE:

PINICIAL = Momento Inicial

PFINAL = Momento Final

Pregunta

• 1) Desde el extremo de una plataforma móvil de 70 [kg], inicialmente en reposo, un niño de 40 [kg] corre hacia el otro extremo a una velocidad constante de 3[m/s] (respecto a la plataforma). Determine la velocidad de la plataforma y el sentido de su movimiento ¿qué principio físico aplicas?

• 2) Una partícula de 5[kg] de masa moviéndose a 2[m/s], choca contra otra partícula de 8[kg] de masa inicialmente en reposo. Si el choque es frontal y elástico. hallar la velocidad de la primera partícula, suponiendo que la segunda partícula que estaba en reposo salió con una velocidad de 20/13 [m/s].