Impulso y cantidad de movimiento en física

Contenidos
  1. Fórmula del momento instantáneo
  2. ¿Es el momento la cantidad de movimiento?
  3. ¿Qué es la cantidad de movimiento en física?
  4. ¿Cuál es la cantidad de impulso?
    1. Ejemplos de cantidad de movimiento
    2. La cantidad de movimiento se denomina
    3. Física del momento

Fórmula del momento instantáneo

En mecánica newtoniana, el momento (más concretamente, el momento lineal o de traslación) es el producto de la masa y la velocidad de un objeto. Se trata de una magnitud vectorial que posee una magnitud y una dirección. Si m es la masa de un objeto y v es su velocidad (también una cantidad vectorial), entonces el momento p del objeto es :

La segunda ley del movimiento de Newton establece que la tasa de cambio del momento de un cuerpo es igual a la fuerza neta que actúa sobre él. El momento depende del marco de referencia, pero en cualquier marco de inercia es una cantidad que se conserva, lo que significa que si un sistema cerrado no se ve afectado por fuerzas externas, su momento lineal total no cambia. El momento también se conserva en la relatividad especial (con una fórmula modificada) y, de forma modificada, en la electrodinámica, la mecánica cuántica, la teoría cuántica de campos y la relatividad general. Es una expresión de una de las simetrías fundamentales del espacio y el tiempo: la simetría traslacional.

Las formulaciones avanzadas de la mecánica clásica, la mecánica lagrangiana y hamiltoniana, permiten elegir sistemas de coordenadas que incorporan simetrías y restricciones. En estos sistemas la cantidad conservada es el momento generalizado, y en general es diferente del momento cinético definido anteriormente. El concepto de momento generalizado se traslada a la mecánica cuántica, donde se convierte en un operador sobre una función de onda. Los operadores de momento y posición están relacionados por el principio de incertidumbre de Heisenberg.

¿Es el momento la cantidad de movimiento?

El ímpetu es un término físico que se refiere a la cantidad de movimiento que tiene un objeto. Un equipo deportivo en movimiento tiene impulso. Si un objeto está en movimiento, tiene impulso.

¿Qué es la cantidad de movimiento en física?

cantidad de movimiento = masa × velocidad.

¿Cuál es la cantidad de impulso?

El momento es una magnitud vectorial, es decir, tiene magnitud y dirección.

Ejemplos de cantidad de movimiento

Consideremos un objeto puntual (partícula) de masa m que se mueve con velocidad \(\overrightarrow{\mathbf{v}}) respecto a un sistema de referencia fijo. La cantidad de movimiento o el momento, \(\overrightarrow{\mathbf{p}}), del objeto se define como el producto de la masa y la velocidad

El momento es una cantidad vectorial dependiente del sistema de referencia, con dirección y magnitud. La dirección del momento es la misma que la dirección de la velocidad. La magnitud del momento es el producto de la masa por la velocidad instantánea.

Durante un intervalo de tiempo \(\Delta t\), una fuerza no uniforme \(\overrightarrow{\mathbf{F}}) se aplica a la partícula. Como estamos suponiendo que la masa del objeto puntual no cambia, la Segunda Ley de Newton es entonces

\[\overrightarrow{\mathbf{I}}=\int_{i^{\prime}=t}^{t^{\prime}=t+\Delta t} \overrightarrow{\mathbf{F}}\left(t^{\prime}\right) d t^{\prime}=\int_{t^{\prime}=t}^{t^{\prime}=t+\Delta t} frac{d \overrightarrow{\mathbf{p}}{d t^{\\prime}} d t^{\prime}=\int_{overrightarrow{\mathbf{p}^{\prime}={overrightarrow{\mathbf{p}(t)}^{overrightarrow{\mathbf{p}^{\prime}={overrightarrow{\mathbf{p}(t+\Delta t)} d \overrightarrow{\mathbf{p}^{\prime}=\overrightarrow{\mathbf{p}(t+\Delta t)- \(t)=Delta (t)=Delta (t)=Delta (t)=Delta (t)=Delta (t)=Delta (t)=Delta (t)=Delta (t)=Delta (t)=Delta (t)=Delta (t) \(t) = Delta (t)

La cantidad de movimiento se denomina

La cantidad de movimiento de un objeto se define como el producto de su masa por su velocidad. Cuando dos objetos chocan, el momento de cada uno varía, pero el momento total del sistema permanece constante, al menos con buena aproximación.

La variación de la cantidad de movimiento de un objeto está estrechamente relacionada con las fuerzas que actúan sobre él. Por esta razón, a menudo se pueden determinar las fuerzas medias que intervienen en un fenómeno complejo a partir de los cambios en la cantidad de movimiento. fuerzas Relacionadas con los cambios en la cantidad de movimiento que intervienen en una cantidad llamada impulso.

Definiremos impulso y cantidad de movimiento con un ejemplo. La Fig. 7.1 muestra a un hombre empujando un armario. Supongamos que las fuerzas de rozamiento sobre el armario son despreciables. Podemos establecer, utilizando las leyes de Newton, una relación entre las fuerzas que actúan sobre el armario,el tiempo durante el cual actúan las fuerzas y la variación de velocidad del armario.

Supongamos que la fuerza F se ejerce sobre el armario rack durante un intervalo de tiempo Dt. Durante este intervalo de tiempo, la velocidad del armario varía de V0 a V2. Por definición, la aceleración media, a, es igual a la variación de velocidad dividida por el intervalo de tiempo: a = (V2- V0)/Dt. La segunda ley de Newton relaciona la aceleración media y la fuerza resultante: F = m.a. Por lo tanto

Física del momento

[AL] Inicia un debate sobre el movimiento y la colisión. Utilizando el ejemplo de los jugadores de fútbol, señale que tanto la masa como la velocidad de un objeto son consideraciones importantes para determinar el impacto de las colisiones. Tanto la dirección como la magnitud de la velocidad son muy importantes.

La ecuación muestra que el momento es directamente proporcional a la masa (m) y la velocidad (v) del objeto. Por lo tanto, cuanto mayor sea la masa de un objeto o mayor sea su velocidad, mayor será su impulso. Un objeto grande y rápido tiene más momento que un objeto pequeño y lento.

El momento es un vector y tiene la misma dirección que la velocidad v. Dado que la masa es un escalar, cuando la velocidad tiene una dirección negativa (es decir, opuesta a la dirección del movimiento), el momento también tendrá una dirección negativa; y cuando la velocidad tiene una dirección positiva, el momento también tendrá una dirección positiva. La unidad SI del momento es kg m/s.

El momento es tan importante para comprender el movimiento que físicos como Newton lo denominaron la cantidad de movimiento. La fuerza influye en el momento, y podemos reorganizar la segunda ley del movimiento de Newton para mostrar la relación entre fuerza y momento.

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