La cantidad de movimiento se conserva en el lanzamiento de este
cohete. Su velocidad y carga las determinan la masa y velocidad
con que expulsa los gases. Fotografía: NASA
http://www.youtube.com/embed/XRCIzZHpFtY?rel=0 NASA
2 MOMENTO LINEAL DE UNA PARTÍCULA. IMPULSO MECÁNICO
? Esta magnitud vectorial define la capacidad que tienen los
cuerpos para modificar el estado de movimiento de otros cuerpos
(Gp:) ? Se llama momento lineal o cantidad de movimiento de una
partícula al producto de su masa por la velocidad que
lleva, es decir, (Gp:) El impulso de una fuerza que actúa
sobre una partícula, se invierte en variar su cantidad de
movimiento (Gp:) ? Cuando sobre un cuerpo actúa una fuerza
durante un tiempo , este experimenta una aceleración que
modifica el valor de su velocidad, y por tanto, de su cantidad de
movimiento (Gp:) El impulso que recibe la pelota al ser devuelta
por la jugadora, modifica su cantidad de movimiento
3 MOMENTO LINEAL DE UN SISTEMA DE PARTÍCULAS (Gp:) El
momento lineal de un sistema de partículas es igual al
momento lineal que tendría toda la masa concentrada en el
centro de masas ? La velocidad del centro de masas de un sistema
de partículas es la suma de las cantidades de movimiento
de cada una de ellas (Gp:) La suma de los momentos lineales de
las chispas es igual al de toda la masa concentrada antes de la
explosión
Dinámica de un Sistema. Colisiones Cuando dos
partículas se aproximan entre sí, su
interacción mutua altera su movimiento, intercambiando
momentum y energía. "….el momentum total de un sistema
aislado de partículas es constante"… Choque de dos
partículas alfa "el cambio de momentum de una
partícula en un intervalo de tiempo es igual y opuesto del
cambio de otra en el mismo intervalo "… (Gp:) v2 (Gp:) m2 (Gp:)
v’2 (Gp:) m’2 (Gp:) v2 (Gp:) m2 (Gp:) v’2 (Gp:)
m’2
Dinámica de un Sistema. Colisiones Elásticas e
Inelásticas Colisiones Elásticas o Choque
Elástico Colisiones Inelásticas o Choque
Inelástico Si llamamos vi1 y vi2 a
las velocidades iniciales de las partículas de masas
m1 y m2, entonces por el principio de
conservación del momentum tenemos:
Si Q=0 no hay cambio de Ek y la colisión es
“elástica” Si Q?0 hay cambio de Ek y la
colisión es “inelástica”
Dinámica de un Sistema. Colisiones Recordando que:
Aplicando el Principio de Conservación de la
energía al sistema se tiene: Considerando que solo las
fuerzas internas entran en acción durante un choque, tanto
el momentum como la energía totales del sistema son
conservadas. El Principio de Conservación del momentum
requiere: Introduciendo una cantidad Q definida como:
¿Elástico o inelástico? Un choque
elástico no pierde energía. La deformación
por el choque se restablece. En un choque inelástico, la
energía se pierde y la deformación puede ser
permanente. (Dé click.)
Dinámica de un Sistema. Colisiones Elásticas e
Inelásticas En física, se denomina choque
elástico a una colisión entre dos o más
cuerpos en la que éstos no sufren deformaciones
permanentes durante el impacto. En una colisión
elástica se conservan tanto el momento lineal como la
energía cinética del sistema, y no hay
intercambio de masa entre los cuerpos, que se separan
después del choque. Colisiones Elásticas o Choque
Elástico En mecánica se hace referencia
a un choque perfectamente elástico cuando en
él se conserva la energía cinética del
sistema formado por las dos masas que chocan entre
sí. Para el caso particular que ambas masas sean iguales,
se desplacen según la misma recta y que la masa chocada se
encuentre inicialmente en reposo, la energía se
transferirá por completo desde la primera a la segunda,
que pasa del estado de reposo al estado que tenía la masa
que la chocó. En otros casos se dan situaciones
intermedias en lo referido a las velocidades de ambas masas,
aunque siempre se conserva la energía cinética del
sistema. Esto es consecuencia de que el término
"elástico" hace referencia a que no se consume
energía en deformaciones plásticas, calor u otras
formas. Los choques perfectamente elásticos son
idealizaciones útiles en ciertas circunstancias, como el
estudio del movimiento de las bolas de billar, aunque en ese caso
la situación es más compleja dado que la
energía cinética tiene una componente por el
movimiento de traslación y otra por el movimiento de
rotación de la bola.
Dinámica de un Sistema. Colisiones Elásticas e
Inelásticas Las colisiones en las que la energía no
se conserva producen deformaciones permanentes de los cuerpos y
se denominan inelásticas. Colisiones Inelásticas o
Choque Inelástico Un choque inelástico es
un tipo de choque en el que la energía
cinética no se conserva. Como consecuencia, los
cuerpos que colisionan pueden sufrir deformaciones y aumento de
su temperatura. En el caso ideal de un choque perfectamente
inelástico entre objetos macroscópicos,
éstos permanecen unidos entre sí tras la
colisión. La principal característica de este tipo
de choque es que existe una disipación de energía,
ya que tanto el trabajo realizado durante la deformación
de los cuerpos como el aumento de su energía interna se
obtiene a costa de la energía cinética de los
mismos antes del choque. En cualquier caso, aunque no se conserve
la energía cinética, sí se conserva el
momentum lineal total del sistema. De un choque se dice que
es "perfectamente inelástico" (o "totalmente
inelástico") cuando disipa toda la energía
cinética disponible, es decir, cuando el coeficiente de
restitución Q vale cero. En tal caso, los
cuerpos permanecen unidos tras el choque, moviéndose
solidariamente (con la misma velocidad). Antes de la
colisión, la mayor parte de esta energía
corresponde al objeto de menor masa. Tras la colisión, los
objetos permanecen en reposo respecto al centro de masas del
sistema de partículas. La disminución de
energía se corresponde con un aumento en otra(s) forma(s)
de energía, de tal forma que se cumple el Principio
de la Termodinámica.