Momento y colisiones

¿Qué es el impulso?

El momento es una medida de masa en movimiento. Cualquier objeto que se mueva tiene impulso. En física, el momento de un objeto es igual a la masa multiplicada por la velocidad.

momento = masa * velocidad
El impulso generalmente se abrevia con la letra 'p', lo que hace que la ecuación se vea así:

p = m * v
donde p es el momento, m es la masa y v es la velocidad.
A partir de esta ecuación, puede ver que tanto la velocidad del objeto como la masa tienen el mismo impacto en la cantidad de impulso. Tienes más impulso cuando corres que cuando caminas. De la misma manera, si un automóvil y una bicicleta viajan por la calle a la misma velocidad, el automóvil tendrá más impulso.

Cómo medir el impulso

El momento se mide típicamente en kilogramos multiplicado por metros por segundo (kg * m / s) o newton-segundo (N s).

El impulso es un vector

Dado que la velocidad es un vector, la cantidad de movimiento también lo es. Esto significa que además de la magnitud de la cantidad de movimiento (que viene dada por p = m * v), la cantidad de movimiento también tiene una dirección. La dirección del impulso se muestra mediante una flecha o un vector.

Colisiones

Cuando dos objetos chocan entre sí, se denomina colisión. En física, una colisión no tiene por qué implicar un accidente (como dos coches chocando entre sí), pero puede ser cualquier evento en el que dos o más objetos en movimiento ejerzan fuerzas entre sí durante un corto período de tiempo.

Ejemplos:

Una bola golpeando a otra en una mesa de billar
Un bate de béisbol golpeando una pelota.
Tus dedos golpeando la tecla del teclado

Colisiones y conservación del impulso

Una teoría importante en física es la ley de conservación del momento. Esta ley describe lo que sucede con la cantidad de movimiento cuando dos objetos chocan.

La ley establece que cuando dos objetos chocan en un sistema cerrado, la cantidad de movimiento total de los dos objetos antes de la colisión es la misma que la cantidad de movimiento total de los dos objetos después de la colisión. El impulso de cada objeto puede cambiar, pero el impulso total debe permanecer igual.

Ejemplo:

Si una bola roja con una masa de 10 kg viaja hacia el este a una velocidad de 5 m / sy choca con una bola azul con una masa de 20 kg que viaja hacia el oeste a una velocidad de 10 m / s, ¿cuál es el resultado?

Primero calculamos el impulso de cada bola antes de la colisión:

Bola roja = 10 kg * 5 m / s = 50 kg m / s al este
Bola azul = 20 kg * 10 m / s = 200 kg m / s al oeste

El impulso resultante será:

Ambas bolas = 150 kg m / s oeste
Nota: Un objeto en reposo tiene una cantidad de movimiento de 0 kg m / s.

Datos interesantes sobre el impulso y las colisiones

Nadie está muy seguro de por qué se usa 'p' para el impulso. Probablemente provino de la palabra latina 'petere' que significa 'ir hacia'. No podían usar 'm' porque eso ya se usaba para masa.
Un cambio en la cantidad de movimiento se llama impulso.
Una colisión elástica es aquella en la que no se pierde energía cinética.
Una colisión inelástica es aquella en la que se pierde parte de la energía cinética de los cuerpos en colisión. Esto se debe a que la energía se convierte en otro tipo de energía como calor o sonido.
El retroceso de un arma se debe a la conservación del impulso. El arma retrocede a menor velocidad que la bala debido a su mayor masa.