El momento lineal de un objeto se obtiene multiplicando la masa por su velocidad. Si las fuerzas externas a un sistema son cero, su momento lineal total permanece constante. Esta situación tiene lugar durante una colisión, definida como una interacción de corta duración entre dos objetos, en donde el momento lineal total de los autos que chocan se conserva un instante antes y después de esta colisión.
Actividad 1.0: Describe qué es lo que sucede en la colisión de los coches. ¿Qué interacciones tienen lugar a lo largo del choque de coches de la siguiente animación?
Actividad 1.1: Busca en internet fotos, o gifs animados de situaciones de la vida cotidiana que se puedan explicar con la conservación de la cantidad de movimiento.
Lo que a simple vista parece una sencilla interacción entre un bat y la bola de beisbol se revela en una toma a cámara lenta como algo mucho más complicado. Intervienen fuerzas no constantes que tienen lugar en un intervalo de tiempo muy corto. Una manera de analizar esta situación es a través de la relación entre el Impulso y el cambio del momento lineal, que no es otra cosa más que la segunda ley de Newton.
Actividad 1: Describe qué es lo que sucede a la bola de beisbol cuando interactúa con el bat. Dibuja un esquema de esta situación antes y después de la interacción bat-pelota indicando el vector momento lineal inicial y final, así como el vector cambio de momento lineal.
La herramienta matemática que hay que usar son los vectores y es importante tomar en cuenta cómo describirlos tanto gráfica como algebraicamente, así como las operaciones básicas entre ellos. Los diagramas de momento lineal antes y después son la herramienta ideal para describir qué es lo que sucede en un evento de choques cuando se conserva la cantidad de movimiento total de un sistema aislado.
¿Cómo sabemos sobre la conservación de la cantidad de movimiento? Christiaan Huygens fue un científico de los Países Bajos de la época de grandes trabajos de la Mecánica del siglo XVII, en donde se hacían experimentos para tratar de encontrar reglas que pudieran explicar diversos fenómenos relacionados con el movimiento. Huygens experimentó con esferas duras que chocaban de manera frontal, con lo que pudo establecer el principio de conservación del momento lineal. En una de sus publicaciones traducidas al latín, Huygens reporta cuatro resultados fundamental de sus investigaciones:
Actividad experimental 1: Utilizando esferas duras, como bolas de billar o canicas grandes, intenta reproducir los resultados de Cristian Huygens, siguiendo esta actividad experimental.
Algunas de las preguntas sobre los principios y las cantidades físicas relacionadas con este tema son:
Uno de los propósitos del curso es tener una idea global sobre este tema y poder generar un mapa conceptual como el presentado por la página de hyperphysics.
Problemas modelo:
Problemas conceptuales
Recursos en internet: Momento lineal en Educaplus
Problemas y concepciones erróneas: