FÍSICA

IMPULSO

El impulso \((I)\) es el producto entre la fuerza y el tiempo durante el cual está aplicada dicha fuerza en el cuerpo. Si la fuerza es constante el impulso se calcula multiplicando la \(F\) por \(\Delta t\).

\(I=f\Delta t\)

Recuerda que \(\Delta t\) significa variación en el tiempo ya que \(\Delta\) es cambio o variación y se lee delta.

CANTIDAD DE MOVIMIENTO

La cantidad de movimiento \((p)\) 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.

\(p=\ m \Delta \vec{v}\)

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.

RELACIÓN ENTRE IMPULSO Y CANTIDAD DE MOVIMIENTO

El impulso aplicado a un cuerpo es igual a la variación de la cantidad de movimiento, por lo cual el impulso también puede calcularse como:

\(I=\Delta p\)

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:

\(f \Delta t=\m \Delta \vec{v}\)

En el caso particular de una fuerza constante o de una fuerza media \(\bar{F}\), y para un intervalo \(t_f-t_i\) (tiempo final - tiempo inicial), tendremos:

\(F\Delta t=\bar{F}(t_f-t_i)\)

\(m\Delta \vec{v}=mv_f-mv_i\)

Por tanto tendríamos:

\(F(t_f-t_i)=mv_f-mv_i\)

Ejemplo 1: Una esfera de masa \(m=10\, g\) con velocidad \(v=100\, m/seg\) choca contra una pared y rebota con igual rapidez pero en sentido contrario. El choque duró \(10^{-3}\) segundos. Calcular la fuerza media ejercida por la pared sobre la esfera.

Primero realizamos un dibujo de lo que nos plantea el problema:

Como el choque va dirigido en sentido del eje \(x\) negativo decimos que \(v_i\) es negativa.

Al rebotar la bola se dirige hacia el sentido positivo de \(x\) por tanto \(v_f\) es positiva.

El problema nos indica el tiempo que duró el choque, por tanto decimos que \(t_f-t_i=t=10^{-3}\) seg

\(Ft=mv_f-m(-v_i)\)  Como \(v_f=v_i=v\)

\(Ft=mv-m(-v)\)

\(Ft=mv+mv\)

\(Ft=2mv\)

Ahora despejamos la fuerza media que nos indica el problema:

\(F=\frac{2mv}{t}\)

Recordemos que las unidades que debemos trabajar siempre son: masa en \(Kg\), velocidad en \(\frac{m}{s}\) y tiempo en segundos. Así que siempre que sea necesario se debe realizar conversión de unidades para trabajar en la forma descrita anteriormente.

\(F=\frac{2*0,01*100}{10^{-3}}=2000\, N\)

Vea el video de conservación del momento, se puede encontrar en la dirección: http://www.youtube.com/watch?v=xbh-dDxPQXc&feature=BFa&list=PL485C88F035A0E9E0