CANTIDAD DE MOVIMIENTO, COLISIONES Y CHOQUES

CANTIDAD DE MOVIMIENTO, COLISIONES O CHOQUES

Amelia GonzálezTercero Vanguardistas

¿QUÉ ES LA CANTIDAD DE MOVIMIENTO?

También conocido como momento lineal, es el producto de la masa por el vector velocidad por lo que depende linealmente de la masa y de la velocidad, es decir que mientras mayor sea la masa y la velocidad, mayor será la cantidad de movimiento lineal.

Es una magnitud vectorial que mide la cantidad de movimiento que posee un cuerpo en un momento determinado y representa que tanto se opone un cuerpo a que se modifique o cambie su movimiento.

¿QUÉ ES IMPULSO?

Es una magnitud vectorial que mide el efecto que produce una fuerza que actúa sobre una partícula o un cuerpo durante un intervalo de tiempo determinado.

Δp

tf

to

PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE LA CANTIDAD DE MOVIMIENTO

Este principio se basa en que, si la fuerza externa resultante sobre un sistema es cero, la cantidad de movimiento lineal total del sistema permanece constante

Este principio es importante al momento en que dos o más cuerpos interactúan entre sí.

MOMENTO LINEAL DE UN SITEMA DE PARTÍCULAS

El momento lineal de un sistema de partículas es la suma de los momento lineales de cada una de las partículas que conforman el sistema.

FUERZAS INTERNAS

FUERZAS EXTERNAS

Son las fuerzas ejercidas sobre alguna parte del sistema por acción de un elemento externo. (Cursodefísica, s.f.)

Son las fuerzas que ejercen las partículas de un sistema entre sí. (Cursodefísica, s.f.)

¿QUÉ SON LAS COLISIONES?

v2

v1

Son las interacciones que se producen entre dos o más cuerpos cuando se ponen en contacto durante un tiempo reducido.

m2

m1

u2

u1

En todos los tipos de colisiones se conserva los componentes vectoriales del momento lineal.

Ilustración 1. Colisones Tomado de: Lopéz, A.,2015

COEFICIENTE DE RESTITUCIÓN

Permite conocer que tanto se conserva la energía cinética durante el choque

Cuanto más cerca este el coeficiente de restitución a 1 más elástico será el choque.

El coeficiente de restitución es un número comprendido entre 0 y 1 que mide la elasticidad de una colisión.

TIPOS DE CHOQUES

CHOQUE PERFECTAMENTE ELÁSTICO

m1

m2

v1

v2

u1

u2

Son choques elásticos ideales, es decir son colisiones en las que las perdidas pueden despreciarse y se puede suponer que no hay perdida de energía por deformación por lo que se conserva la energía cinética y el momento lineal.

ECUACIONES

Ilustración 2 Colisones Tomado de: mercado, A., Merado,P., Fajardo, E, Hernandez, H.

CONSERVACIÓN DE LA CANTIDAD DE MOVIMIENTO

COEFICIENTE DE RESTITUCIÓN

e=1

CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA CINÉTICA

v1

v2

CHOQUE INELÁSTICO

Son colisiones en las que parte de la energía cinética se pierde porque se produce una deformación en los objetos que colisionan, pero se conserva el momento lineal.

u1

u2

m2

m1

COEFICIENTE DE RESTITUCIÓN

ECUACIONES

0<e<1

CONSERVACIÓN DE LA CANTIDAD DE MOVIMIENTO

CHOQUE TOTALMENTE INELÁSTICO

v1

v2

Se producen cuando los cuerpos que colisionan quedan unidos y se mueven en una determinada dirección como uno solo después de la colisión.

u1=u2=u

m2

m1

En estas colisiones no se conserva la energía cinética ya que una parte de ella se pierde en el proceso de deformación, pero se conserva el momento lineal.

ECUACIONES

COEFICIENTE DE RESTITUCIÓN

e= 0

Ilustración 3 Colisones Tomado de: mercado, A., Merado,P., Fajardo, E, Hernandez, H.

CONSERVACIÓN DE LA CANTIDAD DE MOVIMIENTO

EJEMPLOS DE LA VIDA REAL

Choque entre automóviles en una carretera.

Al momento que se dispara una bala de una pistola.

El choque elástico de las bolas de billar, en las que se conserva el momento lineal y la energía cinética

Al momento de martillar un clavo en una superficie.

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SIMULACIÓN #1 DE COLISIONES

Ilustración 4 Simuldor de Colisones Tomado de: Educaplus, 2021

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SIMULACIÓN #2 DE COLISIONES

Ilustración 5 Simuldor de Colisones Tomado de: Phet Colorado, s.f.

EJEMPLO DE CANTIDAD DE MOVIMIENTO

Una bala de 0,78lb que tiene una velocidad de 48,7 m/s se empotra en un bloque de madera de 12lb que se encuentra en reposo y sobre una superficie lisa que no posee rozamiento. Calcular la velocidad final de la bala empotrada en el bloque de madera.

ANTES

mA

mB

vB

DESPUÉS

mB + mA

Vf

EJEMPLO DE COLISIONES

Dos esferas que poseen masas iguales chocan de manera elástica. La primera esfera tiene una velocidad de 2,7 m/s hacia la derecha y la segunda esta en reposo. Calcular las velocidades después del choque.

REFERENCIAS

Bioprofe. (07 de enero de 2019). Colisones. Obtenido de https://bioprofe.com/colisiones/ Cursodefísica. (2018). Curso de Física. Tema 4: Momento lineal. Colisiones. 4.2 Conservación del momento lineal. Recuperado el 22 de Septiembre de 2021, de https://www.youtube.com/watch?v=_57BLfpyTLc Cursodefísica. (s.f.). Curso de Física. Tema 4: Momento lineal. Colisiones. 4.1 Momento lineal. Recuperado el 20 de Septiembre de 2021, de https://www.youtube.com/watch?v=SMeiUbshy6I&t=201s Cursodefísica. (s.f.). Curso de Física. Tema 4: Momento lineal. Colisiones. 4.2 Conservación del momento lineal. Recuperado el 20 de Septiembre de 2021, de https://www.youtube.com/watch?v=v6DnpQnTXMo&t=437s Cursodefísica. (s.f.). Curso de Física. Tema 4: Momento lineal. Colisiones. 4.3 Colisiones. Recuperado el 22 de Septiembre de 2021, de https://www.youtube.com/watch?v=x71ILZI0vOw&t=2s