Cantidad de movimiento

El momento lineal, el momento de traslación o simplemente el momento es el producto de la masa de un cuerpo por su velocidad:

p = m v {\diseño de la pantalla \mathbf {p} =m\mathbf {v} } {\displaystyle \mathbf {p} =m\mathbf {v} }

donde p es el momento, m es la masa y v es la velocidad.

El impulso puede considerarse como la "potencia" de un cuerpo en movimiento, es decir, la fuerza que puede ejercer sobre otro cuerpo. Por ejemplo,

  1. una bola de bolos (masa grande) que se mueve muy lentamente (baja velocidad) puede tener el mismo impulso que una bola de béisbol (masa pequeña) que se lanza rápidamente (alta velocidad).
  2. Una bala es otro ejemplo en el que el impulso es muy-muy alto, debido a la extraordinaria velocidad.
  3. Otro ejemplo en el que las velocidades muy bajas provocan un mayor impulso es el empuje del subcontinente indio hacia el resto de Asia, causando graves daños, como terremotos en la zona del Himalaya. En este ejemplo, el subcontinente se mueve tan lentamente como unos pocos centímetros por año, pero la masa del subcontinente indio es muy alta.

El impulso es una magnitud vectorial que tiene dirección y magnitud. Su unidad es kg m/s (kilogramo metro por segundo) o N s (newton segundo).

El momento es una cantidad conservada, lo que significa que el momento inicial total de un sistema debe ser igual al momento final total del sistema. El momento total no cambia.

Fórmula

En la física newtoniana, el símbolo habitual del momento es la letra p ; por lo que se puede escribir

p = m v {\diseño de la pantalla \mathbf {p} =m\mathbf {v} } {\displaystyle \mathbf {p} =m\mathbf {v} }

donde p es el momento, m es la masa y v es la velocidad
Si aplicamos la 2ª Ley de Newton, podemos derivar

F = m v 2 - m v 1 t 2 - t 1 {\displaystyle \mathbf {F} ={mv_{2}-mv_{1} \sobre {t_{2}-t_{1}}}}} {\displaystyle \mathbf {F} ={mv_{2}-mv_{1} \over \ {t_{2}-t_{1}}}}

El significado es que la fuerza neta sobre un objeto es igual a la tasa de cambio de momento del objeto.

Para utilizar esta ecuación en la relatividadespecial, m tiene que cambiar con la velocidad. Esto se denomina a veces "masa relativista" del objeto. (Los científicos que trabajan con la relatividad especial utilizan otras ecuaciones en su lugar).

Impulso

El impulso es el cambio en el momento causado por una nueva fuerza: esta fuerza aumentará o disminuirá el momento dependiendo de la dirección de la fuerza; hacia o lejos del cuerpo que se estaba moviendo antes. Si la nueva fuerza (N) va en la dirección del impulso del cuerpo (x), el impulso de x aumentará; por lo tanto, si N va hacia el cuerpo x en la dirección opuesta, x se frenará y su impulso disminuirá.

Ley de conservación del momento

Para entender la conservación del momento, la dirección del momento es importante. En un sistema, el momento se suma utilizando la adición vectorial. Según las reglas de la adición vectorial, la suma de una determinada cantidad de momento junto con la misma cantidad de momento que va en la dirección opuesta da un momento total de cero.

Por ejemplo, cuando se dispara una pistola, una masa pequeña (la bala) se mueve a gran velocidad en una dirección. Una masa más grande (el arma) se mueve en la dirección opuesta a una velocidad mucho menor. El momento de la bala y el momento de la pistola son exactamente iguales en tamaño pero opuestos en dirección. Utilizando la adición vectorial para sumar el momento de la bala al momento de la pistola (igual en tamaño pero opuesto en dirección) se obtiene un momento total del sistema de cero. El momento del sistema pistola-bala se ha conservado.

Una colisión también muestra la conservación del momento: si un coche (1000 kg) va hacia la derecha a 8 m/s, y un camión (6000 kg) va hacia la izquierda a 2 m/s, el coche y el camión se moverán hacia la izquierda después de la colisión. Este ejercicio muestra por qué:
Momento = Masa x VelocidadEl momento
del coche: 1000 kg x 8 m/s = 8000kgm/s (Va hacia la derecha)El
momento del camión: 6000 kg x 2 m/s = 12000kgm/s (Va hacia la izquierda)
Esto significa que su momento total es de 4000kgm/s. (Yendo a la izquierda)

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Preguntas y respuestas

P: ¿Qué es el momento lineal?


R: El momento lineal, también conocido como momento traslacional, es el producto de la masa de un cuerpo por su velocidad. Se puede considerar como la "potencia" cuando un cuerpo está en movimiento, es decir, cuánta fuerza puede ejercer sobre otro cuerpo.

P: ¿Cómo se mide el momento lineal?


R: El momento lineal se mide en kg m/s (kilogramo metro por segundo) o N s (newton segundo).

P: ¿Cuáles son algunos ejemplos de objetos con un elevado momento lineal?


R: Algunos ejemplos de objetos con gran momento lineal son una bala debido a su extraordinaria velocidad, una bola de bolos que se mueve lentamente pero con gran masa y una pelota de béisbol lanzada rápidamente pero con poca masa. Otro ejemplo en el que las velocidades muy bajas provocan un impulso mayor es el empuje del subcontinente indio hacia el resto de Asia, que provoca graves daños como terremotos en la zona del Himalaya.

P: ¿Se conserva el momento lineal?


R: Sí, el momento lineal se conserva, lo que significa que el momento inicial total debe ser igual al momento final total y permanece invariable.

P: ¿Es el momento lineal una cantidad vectorial?


R: Sí, el momento lineal es una cantidad vectorial que tiene tanto dirección como magnitud.

P: ¿Qué ocurre si dos cuerpos chocan entre sí?


R: Cuando dos cuerpos colisionan entre sí sus respectivos momentos se transferirán entre ellos dando lugar a cambios en sus velocidades en función de sus masas.

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