Fisica Impulso Y Cantidad De Movimiento Powerpoint. 4zu5

FISICA Impulso y cantidad de movimiento

Que es el impulso y la cantidad de movimiento • IMPULSO • Cuando una fuerza actúa durante un intervalo de tiempo sobre un cuerpo, le suministra un impulso que se define de la siguiente forma: • I=FT • El impulso es una magnitud vectorial igual en magnitud al producto de la fuerza por el intervalo de tiempo en que actúa. Su dirección es la misma que de la fuerza y en el Sistema Internacional se mide en [ N.s ] .

EJEMPLOS

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En donde I = al impulso medida de N.s (newton . Segundo) F = la fuerza aplicada(N) T = al tiempo medido en segundos

ALGUNO EJEMPLOS DEL IMPULSO

Algo que sucede cuando se le aplica un impulso a una cuerpo es que en la mayoría de casos cambia también su cantidad de movimiento, el cual se expresa de la siguiente manera: P = m.v

En donde: 

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P = a la cantidad de movimiento el cual se expresa en Kg. m/s (slugs. Ft/s) m = a la masa V = velocidad (m/s) o (ft/s)

• SIN EMBARGO EXISTE UNA RELACIÓN ENTRE IMPULSO Y CANTIDAD DE MOVIMIENTO LINEAL • De manera que Cuando se le suministra un impulso a un cuerpo, éste cambia su cantidad de movimiento, según la relación:

Otra relación que existe entre el impulso y la cantidad de movimiento es que : La cantidad de movimiento de un cuerpo es igual al impulso que se le aplica. La aceleración que este cuerpo toma es directamente proporcional a la fuerza que se le aplica e inversamente proporcional a la masa del mismo

Observando las ecuaciones podemos ver de manera mas clara  lo escrito en la diapositiva anterior  

F=ma Como podemos ver si la fuerza aumenta la aceleración es directamente proporcional e inversamente a la masa

Bueno sabemos que La cantidad de movimiento de un cuerpo es igual al impulso que se le aplica. lo podemos comprobar de la siguiente manera 

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Matemáticamente, la segunda ley de Newton se expresa como:  F = ma Pero como la definición matemática de la aceleración es:   a = dv / dt

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Entonces, sustituyendo en la ecuación de la segunda ley de Newton, la definición matemática de la aceleración, se obtiene: F = m(dv / dt) Sí pasamos dt al primer miembro nos queda de la siguiente manera. F. dt = m.dv



Obsérvese que, la ecuación anterior puede explicar los conceptos teóricos del impulso, si se integra en ambos , esto resulta ser:

 F dt =  m dv  De manera que resulta  F. t = m.  v y como: P = m.v e I = F.T entonces como podemos ver 

De otra manera se puede decir lo siguiente.  El principio de impulso y cantidad de movimiento, afirma que las fuerzas que actúan directamente y durante un intervalo de tiempo t, sobre un cuerpo a través de su trayectoria, alteran la cantidad de movimiento

Fuerzas impulsivas • Cuando un cuerpo rígido se utiliza para impulsar a otro, mediante el o entre ellos, que tiene un tiempo de duración t, pequeño del orden de los 0.001 o, 0.01 segundos (en algunos casos tal vez del orden de 0.5 s), se afirma que una fuerza muy grande fue la que produjo el impulso, a dicha fuerza se le asigna el nombre de fuerza impulsiva.

ejemplos de fuerzas impulsivas 

La fuerza que un bate de béisbol le proporciona a una pelota, la fuerza que el suelo le proporciona al pie de un deportista que salta, la fuerza con la que un futbolista patea la pelota, etc.

CONSERVACIÓN DE LA CANTIDAD DE MOVIMIENTO LINEAL

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Si la fuerza neta que obra sobre un cuerpo, o un sistema de cuerpos, es cero, éste mantiene su cantidad de movimiento lineal.

 El análisis cinético en un fenómeno físico donde interviene fuerzas impulsivas se realiza con la ecuación mostrada abajo, como se muestra a continuación, en donde v1 es la velocidad a la que llega y v2 es a la velocidad que sale  F t = m v2 – m v1

EJEMPLOS DE LA LEY DE LA CONSERVACION DE LA CANTIDAD DE MOVIMIENTO

Supongamos que estas dos esferas de diferentes masas y a diferente velocidad inicial se acercan la una a la otra y colisionan entre si para luego moverse con diferentes velocidades.

Si aplicamos los conceptos previamente determinados tendremos lo siguiente

• EL CUAL LA LEY DE LA CONSERVACION DE LA CANTIDAD DE MOVIMIENTO ESTABLECE QUE_ •

cuando dos cuerpos chocan, la cantidad de movimiento antes del impacto es igual a la cantidad de movimiento después del impacto.

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CHOQUES ELASTICOS E INELASTICOS Se debe tener muy en cuenta que tanto la cantidad de movimiento como la energía cinética deben conservarse en los choques. Aunque esta afirmación es aproximadamente cierta para cuerpos duros, es falsa para cuerpos suaves o que puedan rebotar más lentamente cuando chocan. Durante una colisión, todos los cuerpos sufren una pequeña deformación y por tanto liberan energía en forma de calor. La facilidad con que un cuerpo recobra su forma original después de un

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Si la energía cinética permanece constante después del choque, se dice que este ha sido perfectamente elástico (caso ideal).

Si los cuerpos que chocan entre sí, permanecen juntos después de la colisión, se dice que esta fue perfectamente inelástica. La mayor parte de choques varían entre estos

 Un medio de medir la elasticidad de un choque, se obtiene relacionando las velocidades relativas antes del choque y después del mismo.  El coeficiente de restitución e puede calcularse como el valor negativo de la velocidad relativa después del choque entre la velocidad relativa antes del mismo.   Para choques perfectamente elásticos, e = 1 Para choques perfectamente inelásticos, e = 0

 Un método usado para medir el coeficiente de restitución se basa en el diagrama de la figura siguiente: 

Ejemplos de impulso y cantidad de movimiento. 

Una pelota de béisbol de 0,15 Kg. de masa se está moviendo con una velocidad de 40 m/s cuando es golpeada por un bate que invierte su dirección adquiriendo una velocidad de 60 m/s, ¿qué fuerza promedio ejerció el bate sobre la pelota si estuvo en o con ella 5 ms?.

 Datos: m = 0,15 kg  vi = 40 m/s  vf = - 60 m/s (el signo es negativo ya que cambia el sentido)  t = 5 ms = 0,005 s  Δp = I  pf - pi = I = m.vf - m.vi = F.t  F = m.(vf - vi)/ t  F = 0,15 kg.(- 60 m/s - 40 m/s)/0,005 s  F = 0,15 kg.(- 100 m/s)/0,005 s  F = - 3000 N

Ejemplo 2  Un taco golpea a una bola de billar ejerciendo una fuerza promedio de 50 N durante un tiempo de 0,01 s, si la bola tiene una masa de 0,2 kg, ¿qué velocidad adquirió la bola luego del impacto?.

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Datos: m = 0,2 kg F = 50 N t = 0,01 s vi = 0 m/s Δp = I pf - pi = I m.vf - m.vi = F.t m.(vf - vi) = F.t vf - vi = F.t/m vf = F.t/m + vi vf = 50 N.0,01 s/0,2 kg + 0 vf = 2,5 m/s

Ejemplos de dos cuerpos en diferentes tipos de colisiones en donde el impulso y la cantidad de movimiento interactúa

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 BIBLIOGRAFIA  · FISICA, Tippens Paul E., McGraw-Hill · FISICA, PRINCIPIOS CON APLICACIONES, Giancoli Douglas C., Prentice-Hall · FISICA GENERAL, Bueche Frederick J.,Colección Schaum, McGrawHill · FUNDAMENTOS DE FISICA, Blatt Frank J., Prentice-Hall · FUNDAMENTOS DE FISICA, Bueche Frederick J., McGraw-Hill · FISICA CONCEPTUAL, Paul G. Hewitt, Pearson-Addison Wesley · FISICA FUNDAMENTAL, Michel Valero, Editorial Norma · FISICA, Raymond A. Serway, McGraw-Hill · FISICA, Jerry D. Wilson, Pearson Educación · ENCICLOPEDIA ENCARTA · ENCICLOPEDIA COMPTON