Impulso, Cantidad de Movimiento y Colisiones en una Dimensión

Impulso de una Fuerza y Cantidad de Movimiento

Choque en una Dimensión

La cantidad de movimiento de un cuerpo es el producto de su masa por su velocidad. Es una cantidad vectorial que tiene la misma dirección que la velocidad y se define mediante la redacción…

El impulso de una fuerza es una cantidad vectorial que tiene la misma dirección de la fuerza y se expresa en Ns. Como la masa de los objetos es constante, entonces un cambio de velocidad implica necesariamente un cambio en la cantidad de movimiento o momentum

Esta última ecuación se conoce como teorema del impulso en la cantidad de movimiento. Frecuentemente, la fuerza que actúa sobre una partícula no es constante durante el tiempo que dura la interacción. En este caso, al aplicar las ecuaciones anteriores se debe considerar la fuerza media, de modo que el impulso será el producto de la fuerza media por el intervalo de tiempo durante el cual actúa la fuerza. Así, la ecuación 2 podrá ser escrita como…

Fenómeno de Colisiones

Cuando se tiene un choque en una dimensión frontal, la ley de conservación del momentum no es suficiente para precisar las dos velocidades finales y se necesita más información respecto al proceso de la colisión. Para esto se distinguen tres clases de choques:

1) Choques Perfectamente Inelásticos

Este choque ocurre cuando los dos cuerpos quedan adheridos después de la colisión, o sea, cuando VA = VB = V. Durante esta interacción, parte de la energía cinética se transforma en calor, por lo tanto, no se conserva la energía mecánica del sistema, solo hay conservación del momentum.

2) Choques Perfectamente Elásticos

En estos choques hay conservación de la energía cinética y de la cantidad de movimiento del sistema.

3) Choques Imperfectamente Elásticos

Estos choques son intermedios entre los dos anteriores, y en este caso se define un coeficiente llamado «coeficiente de restitución» (e), que es igual a la velocidad relativa de uno respecto del otro después del choque, dividida por la velocidad relativa antes del choque con signo negativo… El valor de este coeficiente está comprendido entre 0 y 1; vale 0 para los choques perfectamente inelásticos y 1 para los perfectamente elásticos.

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