Conservacion De La Cantidad De Movimiento

CONSERVACION DE LA CANTIDAD DE MOVIMIENTO

Conservación de la cantidad de movimiento lineal

Al igual que la energía mecánica total, la cantidad de movimiento de un cuerpo o sistema se conserva solo bajo ciertas condiciones. Este hecho nos permite realizar una amplia gama de situaciones y facilita la resolución de muchos problemas. La conservación de la cantidad de movimiento es uno de los principios más importantes en física. En particular, sirve para analizar el choque de objetos que van desde partículas subatómicas hasta automóviles en accidentes de tráfico.

Para que se conserve la cantidad de movimiento lineal de un objeto (es decir, que no varié con el tiempo), debe cumplirse una condición que es evidente cuando se plantea la segunda ley de Newton en términos de la cantidad de movimiento. Si la fuerza neta que actúa sobre una partícula es cero, es decir, entonces. Fneta=∆p∆t=0, ∆p=0=p-p0

Donde p0 es la cantidad de movimiento inicial y p es la cantidad de movimiento en algún instante posterior. Dado que estos dos valores son iguales, la cantidad de movimiento se conserva:

O sea, p=p0 , mv=mv0

Esta observación es congruente con la primera ley de Newton: un objeto permanece en reposo (p=0) o en movimiento con velocidad uniforme (p constante), a menos que actué sobre él una fuerza externa neta.

La conservación de la cantidad de movimiento se puede extender a un sistema de partículas, si la segunda ley de Newton se escribe en términos de la fuerza neta actúa sobre el sistema y de las cantidades de movimiento de las partículas: Fneta=Fiy , P=pi=mvi.

Puesto que Fneta=∆P∆t, y , si ninguna fuerza externa neta actúa sobre el sistema, Fneta=0, y ∆P=0 ; entonces P=P0 y se conserva la cantidad de movimiento total. Esta condición generalizada es la ley de conservación de la cantidad de movimiento lineal:

P=P0

Choques elásticos e inelásticos

Es más fácil examinar de cerca los choques en términos de la cantidad de movimiento si consideramos un sistema aislado, digamos un sistema de partículas que intervienen en choques de frente. Por sencillez, solo consideraremos choques en una dimensión. También podemos analizar esos choques en términos de la conservación de la energía. Con base en lo que sucede a la energía cinética total, podemos definir dos tipos de choques: elásticos e inelásticos.

En un choque elástico. La energía cinética total se conserva. Es decir, la energía cinética total de todos los objetos del sistema después del choque es igual a su energía cinética total antes del choque. Podría intercambiarse energía cinética entre los objetos del sistema permanecerá constate.

Durante un choque así,

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