Cantidad de movimiento

MOMENTO LINEAL O CANTIDAD DE MOVIMIENTO

En la descripción del movimiento que se hace en cinemática no se tiene en cuenta ningún factor relacionado con las características del cuerpo que se mueve. Sin embargo, todos estamos de acuerdo en que son diferentes los problemas que se plantean en el movimiento de una bicicleta al de un autobús, aunque ambos tengan la misma veloci­dad y aceleración. Parece necesario definir una nueva magnitud que tenga en cuenta tanto las caracterís­ticas del movimiento como las del cuerpo que se mueve; quizás los dos factores más representativos sean la masa para identificar al cuerpo y la velocidad para identificar al movimiento. La magnitud que tiene en cuenta ambos factores se llama momento lineal o cantidad de movimiento y se representa por la letra p.

Actividad 25:

La magnitud cantidad de movimiento tiene mucha importancia en los choques, en la dificultad de cambiar de dirección, en la dificultad para acelerar...

a) ¿De qué magnitudes dependerá la cantidad de movimiento de un objeto? ¿Cómo será esta dependencia.?

b) ¿Qué fórmula permite calcular la cantidad de movimiento?

c) La cantidad de movimiento, ¿será una magnitud escalar o vectorial? ¿Por qué? ¿Cuál será su dirección y sentido? ¿Cuál será su unidad en el S.I..?

Actividad 26:

a)Calcula la cantidad de movimiento de un trozo de barro de 500 g que se mueve horizontalmente con rapidez de 4 m/s. Expresa el resultado en forma vectorial..

¿En qué se diferencia la cantidad de movimiento del barro si se mueve horizontalmente pero hacia la izquierda?

b) Ordena según su cantidad de movimiento los siguientes móviles:

camión de 20 Tm a 72 km/h, electrón ( m=9.2 .10-31 kg) a 200.000 m/s, coche de 1200 kg a 140 km/h, bala de 10 gramos a 500 km/h, gota de agua de 0,5 g a 30 km/h.

d)Un trozo de hielo se desprende de un avión y se mueve por la atmósfera. ¿Cuál será la cantidad de movimiento inicial? ¿de que tres formas puede variar después su cantidad de movimiento?

Aunque el momento lineal es una magnitud vectorial a veces podemos encontrarlo expresado sólo con un número, su módulo, acompañado de un signo. Esto ocurre cuando la trayectoria del movimiento es rectilínea. Se elige como positivo un sentido y como negativo el contrario.

La cantidad de movimiento de un cuerpo puede variar si lo hace su velocidad (tanto en módulo como en dirección), su masa o ambas cosas. Para calcular la variación de la cantidad de movimiento se debe restar al vector que exprese la cantidad de movimiento final el vector que exprese la cantidad de movimiento inicial:

Variación de p = pf -pi = m f .vf – mi .vi

Si la masa del sistema no varía, la expresión anterior se simplifica.

Actividad 27

Calcula la variación de la cantidad de movimiento del balón lanzado por un jugador de waterpolo. ¿Qué le sucederá al jugador en el lanzamiento? ¿Por qué?

Actividad 28

Calcula la variación de la cantidad de movimiento cuando un automóvil, cuya masa es 700 kg, pasa en 15 segundos de 20 a 30 m/s siguiendo una trayectoria rectilínea.

Calcula la variación de la cantidad de movimiento cuando el mismo automóvil frena hasta detenerse totalmente, igualmente siguiendo una trayectoria rectilínea.

Calcula la variación de la cantidad de movimiento de una pelota de goma de 500 g que llega al suelo con rapidez de 4 m/s, rebota, y comienza a subir con rapidez de 3 m/s.