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jueves, 25 de febrero de 2016

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11.1- Cantidad de movimiento



En esta clase de Física para estudiantes de colegios secundarios vamos a introducir la CANTIDAD DE MOVIMIENTO.

Todos sabemos que es más difícil detener a un camión pesado que a un automóvil ligero que se mueven con la misma rapidez.

Expresamos lo anterior diciendo que el camión tiene mayor cantidad de movimiento que el automóvil. Por CANTIDAD DE MOVIMIENTO se indica la inercia en movimiento. En forma más específica, la cantidad de movimiento se define como el producto de la masa de un objeto por su velocidad, es decir:




De la definición se observa que un objeto en movimiento puede tener una gran cantidad de movimiento, si su masa o su masa o su velocidad son grandes, o si tanto su masa como su velocidad son grandes.

El camión tiene más cantidad de movimiento que el automóvil que se mueve con la misma rapidez, porque la masa del primero es mayor. Se aprecia que un buque gigantesco que se mueva a una rapidez pequeña tiene gran cantidad de movimiento, así como una bala pequeña que se mueva a gran rapidez.

Con esto tenemos la respuesta a: ¿por qué se suelen parar los motores de un supertanque petrolero unos 25km antes de que llegue al puerto?



Si la cantidad de movimiento de un objeto cambia, entonces pueden cambiar su masa, su velocidad, o ambas cuestiones. Si la masa permanece igual, como es el caso más frecuente, entonces la velocidad cambia y se presenta una aceleración. 
Y, ¿que produce una aceleración? La respuesta, como vimos en la clase número 10 es, UNA FUERZA!!. Cuanto mayor sea la fuerza que actúa sobre un objeto, mayor será el cambio de la velocidad, y, en consecuencia, mayor será el cambio en la cantidad de movimiento.

Pero hay algo más que importa cuando cambia la cantidad de movimiento: el tiempo, es decir, durante cuánto tiempo actúa la fuerza. Aplica una fuerza durante un corto tiempo a un automóvil parado y producirás un cambio pequeño de su cantidad de movimiento.

Aplica la misma fuerza durante largo tiempo y resultará un mayor cambio de su cantidad de movimiento. Una fuerza sostenida durante largo tiempo y resultará un mayor cambio de su cantidad de movimiento que la misma fuerza cuando se aplica durante un breve lapso. Así, para cambiar la cantidad de movimiento de un objeto importan tanto la magnitud de la fuerza como el tiempo durante el cual actúa la fuerza.

El producto de la fuerza por el intervalo de tiempo se llama impulso:




Cuanto mayor sea el impulso que se ejerce sobre algo, mayor será el cambio en la cantidad de movimiento.

Impulso=Cantidad de Movimiento

Podemos expresar todos los términos de esta relación en notación compacta introduciendo el símbolo delta, que se usa para indicar "diferencia de"



La relación entre impulso y cantidad de movimiento ayuda a analizar muchos ejemplos en los que las fuerzas actúan y cambia el movimiento. A veces se puede considerar que el impulso es la causa de un cambio de movimiento. En otras se puede considerar que un cambio de cantidad de movimiento es la causa de un impulso. No importa la forma en que uno se lo imagine. Lo importante es que el impulso y la cantidad de movimiento siempre vienen relacionados.

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