Mostrando entradas con la etiqueta ley de conservación. Mostrar todas las entradas
Mostrando entradas con la etiqueta ley de conservación. Mostrar todas las entradas

sábado, 24 de julio de 2010

La Cantidad de Movimiento.

     La cantidad de movimiento, momento lineal, ímpetu o moméntum es una magnitud vectorial, unidad SI: (kg m/s) que, en mecánica clásica, se define como el producto de la masa del cuerpo y su velocidad en un instante determinado. En cuanto al nombre, Galileo Galilei en su "Discursos sobre dos nuevas ciencias" usa el término italiano impeto, mientras que Isaac Newton usa en "Principia Mathematica" el término latino motus (movimiento) y vis (fuerza). Moméntum es una palabra directamente derivada del verbo "mover". En Mecánica Clásica la forma más usual de introducir la cantidad de movimiento es mediante definición como el producto de la masa (kg) de un cuerpo material por su velocidad (m/s), para luego analizar su relación con la ley de Newton a través del teorema del impulso y la variación de la cantidad de movimiento. No obstante, después del desarrollo de la Física Moderna, esta manera de hacerlo no resultó la más conveniente para abordar esta magnitud fundamental. El defecto principal es que esta forma esconde el concepto inherente a la magnitud, que resulta ser una propiedad de cualquier ente físico con o sin masa, necesaria para describir las interacciones. Los modelos actuales consideran que no sólo los cuerpos masivos poseen cantidad de movimiento, también resulta ser un atributo de los campos y los fotones. La cantidad de movimiento obedece a una ley de conservación, lo cual significa que la cantidad de movimiento total de todo sistema cerrado (o sea uno que no es afectado por fuerzas exteriores, y cuyas fuerzas internas no son disipadoras) no puede ser cambiada y permanece constante en el tiempo. Al analizar el comportamiento de un sistema de varios cuerpos, es conveniente distinguir entrefuerzas internas y externas. Las fuerzas internas son aquellas por las cuales todas las partes del sistema actúan entre sí. Las fuerzas externas son aquellas que influyen fuera del sistema sobre uno o más de los cuerpos de éste o sobre el sistema completo.

"Una experiencia común indica que todo objeto en movimiento posee una cualidad que lo hace ejercer una fuerza sobre todo cuando se le intenta detener. Cuanta mayor sea la rapidez con que se desplaza, más difícil será detenerlo. Además, cuanta mayor masa tenga, más difícil será pararlo".
Hoy se le llama cantidad de movimiento o momento lineal. Y se define del modo siguiente.
"Cantidad de movimiento = masa x velocidad"
 \vec{p} = m \vec{v}   
  
Donde  es el símbolo con que se representa la cantidad de movimiento. es un vector que apunta en la misma dirección que . 

 Unidades:
  1. En el MKS: Kg.m/seg
  2. En el CSG: Gr.cm/seg


La cantidad de movimiento es grande si el objeto tiene gran masa y velocidad. La cantidad de movimiento de un objeto de masa m y velocidad es igual al producto de la masa y la velocidad.  

martes, 20 de julio de 2010

Conservación de la Cantidad de Movimiento, Impacto.

     La ley de la Conservación de la Cantidad de Movimiento señala que si sobre un sistema de partículas no actúan fuerzas externas o la suma de las fuerzas externas es nulas, entonces la cantidad de movimiento total del sistema es constante.

Se aplica la conservación de la Cantidad de Movimiento cuando:



   Considere dos esferas de masa m1 y m2, las cuales se hayan dotadas inicialmente de velocidades y  respectivamente. Al chocar las nuevas velocidades  y  serán respectivamente.



    Como las esferas están en contacto mutuo durante un intervalo de tiempo  muy pequeño, el impulso
 .  debe ser igual y opuesto al impulso ., escribiéndose:

.= - . (Ec.1)







Por otra parte . = m1 ( ); - . 
= -m2 ((Ec.2)

Sustituyendo (2) en (1) se tiene que:

m1)=- m2) aplicando la propiedad distributiva se tiene que:
m1 - m1 = - m2m2; trasponiendo términos se obtiene m1m2m1m2

    El primer miembro representa la suma de las cantidades de movimientos después del choque y el segundo miembro representa la suma de las cantidades del movimiento antes del choque.

La cantidad de movimiento total del sistema permanece constante.

    El valor de esos conceptos se hace tangible cuando se enfoca la atención no a un cuerpo único, sino a un sistema de muchos cuerpos que interactúan entre sí, pero sobre los cuales no actúa fuerza externa alguna. Para aclarar lo anterior se comienza describiendo el más sencillo de esos sistemas, el que consiste de dos cuerpos de masasm1 y m2. Si esos dos objetos chocan, la cantidad de movimiento de cada uno cambiará. Pero, según la tercera ley de Newton, la fuerza F12, que ejercem1 y m2, debe ser igual en magnitud, pero en dirección opuesta a F21, la fuerza que m2, ejerce sobre m1. Esto es, 
F
= F12+ F21= 0; donde + = constante =