Qué es el momento lineal y el impulso (con ejemplos)

¿Qué es el momento lineal?

Sabemos que el impulso o, como es conocido también, el momento lineal, viene a ser ese resultado que se obtiene de la multiplicación de la velocidad por la masa, considerando que la masa se encuentra en movimiento tomando entonces una velocidad definida.

Estos valores se definen con las iniciales de m para la masa y v para la velocidad. El momento lineal cuenta entonces con una definición más simbólica que es la siguiente: p = mv. 

Se debe hacer una definición al vector fuerza y se toma como una derivada que pertenece al momento lineal pero con respecto del tiempo. Es decir F = dp / dt. 

La definición más particular de fuerza la podemos conseguir en la segunda ley de Isaac Newton. Sin embargo esta definición es válida cuando la masa que pertenece a una partícula se mantiene como constante. Esa definición se representa de la siguiente manera: 

F = d (mv) / dt = m dv / dt = ma.

Aproximación del impulso

En la física puede que se presenten algunas situaciones donde sea necesario el uso de lo que conocemos como aproximación del impulso. Este es un proceso en el cual se debe suponer que, de las fuerzas que ejercen alguna acción en la partícula, una de ellas tiene un gran tamaño.

Este tamaño es lo que hace que su duración sea realmente corta. Conocer este recurso de la aproximación del impulso es muy importante ya que se puede usar también para estudiar algún tipo de choque. Sin embargo, al usarlo, se debe tomar en cuenta el hecho de que en los momentos lineales, inicial o el final, se hace referencia al momento de antes y después del choque, respectivamente. 

La dinámica del sistema de partículas

Lo primero que se debe comprender es que en un sistema de partículas existen algunas fuerzas que se mantienen en acción. Estas son las fuerzas externas y las fuerzas que se crean cuando las partículas internas se encuentran interactuando entre ellas. 

Vamos a suponer que tenemos un sistema el cual se encuentra formado sólo por un par de partículas. Entonces sobre la primera partícula, la cual identificamos con un 1, actúa una fuerza que es exterior, además también actúa la fuerza que se crea con la partícula 2, entonces todo esto lo representaremos de la siguiente manera: F12.

Sobre la otra partícula, la segunda de ese sistema, la fuerza que actúa es la fuerza exterior y le añadimos la fuerza que se forma con la otra partícula, esto lo representaremos como F21. 

Es decir que si un sistema de partículas es formado por el planeta tierra en conjunto con la luna, entonces la fuerza del son sería la fuerza exterior. La fuerza interior sería la fuerza de atracción que existe entre estos dos. 

En estas particulas se debe cimplir la razón que establece una variación en el momento lineal con el tiempo. Esta variación dice que el tiempo viene a ser igual al resultado de las fuerzas que se encuentran actuando sobre la partícula que se encuentra el consideracion.

Esto quiere decir que el movimiento que tienen las partículas está determinado por las dos fuerzas,la interior y la exterior, que ejercen alguna acción sobre dicha partícula. Podemos representar todo esto como se muestra a continuación: 

dp1 / dt = F1 + F12.

dp2 / dt = F2 + F21.

Si sumamos los miembros, tomando en cuenta la tercera ley de newton, F12 = -F21, podemos decir que: 

d(p1+p2)/dt = F1 + F2

dp/dt = Fext.

Conservación de un momento lineal de un sistema de partículas

La conservación de un momento lineal cuenta con un principio que determina su funcionamiento. Este principio dice que el momento lineal total que tiene un sistema de partículas se debe mantener de forma constante.

Esto en caso que se trate de un sistema totalmente aislado, esto quiere decir que es un sistema en el cual no actúa ningún tipo de fuerza que sea exterior. Es un principio independiente que pertenece a la naturaleza de las mismas fuerzas de interacción entre todas las partículas que conforman el sistema aislado. Esto lo representamos así: 

m1 u1 + m2 u2 = m1 v1 + m2 v2

Aquí vemos entonces que u1 y u2 viene a ser las velocidades que son iniciales y que pertenecen a las partículas. V1 y v2 son entonces las velocidades que tienen las mismas partículas al final. 

Ejemplo de  conservación de un momento lineal de un sistema de partículas

 Teniendo un par de partículas las cuales pueden tener alguna interacción entre ellas pero permanecen aisladas de lo que es el exterior. Entonces a partícula se puede mover bajo su interacción entre las dos pero sin fuerzas que sean exteriores a todo el sistema. 

Entonces decimos que la partícula 1 actúa bajo la influencia de a acción que ejerce sobre ella la fuerza F12 que ejerce la segunda partícula. En e caso de la partícula 2, vemos que esta se mueve pero bajo la acción que ejerce la fuerza F21 que es la que está ejerciendo la primera partícula.

Aquí entra a tercera ley de Newton que se conoce también como principio de acción y reacción en donde se dice que las dos fuerzas deben ser iguales pero de signo contrario. Por esto tenemos entonces o siguiente: 

F12 + F21 = 0

Si lo que aplicamos es la segunda ley de Newton sobre cada una de las partículas que pertenecen al sistema, que en este caso son dos,  podemos obtener entonces lo siguiente:

dp1 / dt + dp2 / dt = d(p1 + p2) / dt = 0

, Qué es el momento lineal y el impulso (con ejemplos), Estudianteo

Importante: Si quieres utilizar como fuente el contenido de Estudianteo, asegúrate de citar al autor del artículo y de enlazar a la página web de origen con un enlace (Estudianteo) para respetar el Copyright del contenido.

Deja una respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *