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Clase 4: Impulso, momento y choques
Rodrigo Flores Navarro
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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.
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Ejemplos
1)Tenista golpeando una pelota de tenis
2)Beisbolista bateando
3)Futbolista pateando una pelota
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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:
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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:
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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
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¿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.
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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.
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Demostración =)
La demostración seria la siguiente:
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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.
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Colisiones o choques
• Existen cuatro tipos de choques:
Dependiente de la dirección
a) Rectos.
b) Oblicuos
Dependiente de la unión
a) Elásticos.
b) Inelásticos.
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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.
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Choque oblicuo o bidimensional
• Sucede cuando los cuerpos se mueven en distintas direcciones, antes o después del choque.
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Choque elástico
• En este tipo de colisión los cuerpos no sufren deformaciones durante el impacto.
V
V
V
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Choque inelástico
• Ocurre cuando los cuerpos presentan deformaciones permanentes en la colisión
V1
V1
V2
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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.”
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Expresión Matemática
PINICIAL = PFINAL
DONDE:
PINICIAL = Momento Inicial
PFINAL = Momento Final
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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].