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La cantidad de movimiento lineal de una partícula o un objeto que se modela como una partícula de cierta masa que se mueve con una velocidad se define como el producto de la masa y la velocidad de la partícula.
La cantidad de movimiento lineal de una partícula o un objeto que se modela como una partícula de cierta masa que se mueve con una velocidad se define como el producto de la masa y la velocidad de la partícula.
Si una partícula es móvil en una dirección arbitraria, la cantidad de movimiento tiene tres componentes y la expresión general es equivalente a las ecuaciones por componentes
Si una partícula es móvil en una dirección arbitraria, la cantidad de movimiento tiene tres componentes y la expresión general es equivalente a las ecuaciones por componentes
La relación de cambio con el tiempo de la cantidad de movimiento lineal de una partícula es igual a la fuerza neta que actúa sobre la partícula.
La relación de cambio con el tiempo de la cantidad de movimiento lineal de una partícula es igual a la fuerza neta que actúa sobre la partícula.
Sistema de dos partículas
Sistema de dos partículas
Un sistema aislado de dos partículas (como se muestra en la figura) con masas m1 y m2, que se mueven con velocidades v1 y v2, donde la única fuerza sobre una partícula es a causa de la otra partícula, en un instante de tiempo. La fuerza que causa la partícula 1 sobre la partícula 2, es opuesta en dirección pero con la misma magnitud, que la que ejerce la partícula 2 sobre la partícula 1. Es decir, las fuerzas en las partículas forman un par acción-reacción de la tercera ley de Newton. Esto se refleja en que la suma total de fuerzas es cero.
Para determinar como la tercera ley de Newton se expresa utilizando la cantidad de movimiento hay que sustituir las definiciones de fuerza y aceleración en la ecuación anterior.
Ya que la derivada respecto al tiempo de la cantidad de movimiento total es cero, se concluye que la cantidad de movimiento total del sistema aislado de las dos partículas debe permanecer constante.
Conservación del Momentum
Conservación del Momentum
Siempre que interactúan dos o más partículas en un sistema aislado, la cantidad de movimiento total del sistema permanece constante.
Siempre que interactúan dos o más partículas en un sistema aislado, la cantidad de movimiento total del sistema permanece constante.
Esta ley dice que la cantidad de movimiento total de un sistema aislado en todo momento es igual que su cantidad de movimiento inicial.
Teorema impulso–cantidad de movimiento
Teorema impulso–cantidad de movimiento
El cambio en la cantidad de movimiento de una partícula es igual al impulso de la fuerza neta que actúa en la partícula.
El cambio en la cantidad de movimiento de una partícula es igual al impulso de la fuerza neta que actúa en la partícula.
La cantidad de movimiento de una partícula cambia si una fuerza neta actúa en la partícula. Conocer el cambio en la cantidad de movimiento causado por una fuerza es útil al resolver algunos tipos de problemas.
Suponga que una fuerza neta actúa en una partícula y que esta fuerza puede variar con el tiempo como se muestra en la primera ecuación para después ser integrada para encontrar el cambio en la cantidad de movimiento de una partícula cuando la fuerza actúa durante algún intervalo de tiempo.
Ejercicios.
Ejercicios.
Un arquero de 60 kg está de pie en reposo sobre hielo sin fricción y dispara una flecha de 0.50 kg horizontalmente a 50 ms . ¿Con qué velocidad el arquero se mueve sobre el hielo después de disparar la flecha?
En una prueba de choque, un automóvil de 1 500 kg de masa choca con una pared. Las velocidades inicial y final del automóvil -15.0i m/s y 2.60i m/s, respectivamente. Si la colisión dura 0.150 s, encuentre el impulso causado por la colisión y la fuerza promedio ejercida en el automóvil.
Una partícula de 3.00 kg tiene una velocidad de (3.00ˆi - 4.00ˆj) m/s. a) Encuentre las componentes x y y de su cantidad de movimiento. b) Encuentre la magnitud y dirección de su cantidad de movimiento.
Un niño de 65.0 kg y su hermana de 40.0 kg, ambos con patines, están frente a frente en reposo. La niña empuja duro al niño y lo envía hacia atrás con velocidad de 2.90 m/s hacia el oeste. Ignore la fricción. a) Describa el movimiento consecutivo de la niña. b) ¿Cuánta energía química se convierte en energía mecánica en los músculos de la niña? c) ¿La cantidad de movimiento del sistema niño–niña se conserva en el proceso de empujar? ¿Cómo puede ser, con fuerzas grandes en acción? ¿Cómo puede ser, sin movimiento anticipado y con mucho movimiento posterior?
Una bola de acero de 3.00 kg golpea una pared con una rapidez de 10.0 m/s en un ángulo de 60.0° con la superficie. Rebota con la misma rapidez y ángulo. Si la bola está en contacto con la pared durante 0.200 s, ¿cuál es la fuerza promedio que la pared ejerce sobre la bola?
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