Momento lineal: definición, ecuación y ejemplos

¿Qué es Momentum?

Si estás parado al pie de una colina y te enfrentas a la opción de detener un camión fuera de control o detener una bicicleta fuera de control, probablemente elijas detener la bicicleta, ¿verdad? El razonamiento detrás de esto es que el semirremolque tiene más impulso que la bicicleta. Momentum simplemente significa masa en movimiento.

El semirremolque tiene un gran impulso porque es muy masivo, pero también tiene una gran velocidad, lo que también influye en el impulso. La bicicleta también tiene impulso porque tiene una gran velocidad, pero debido a que su masa es menor que la del camión, su impulso también es menor.

Esta relación se puede describir en una ecuación: momento = masa x velocidad. Puede recordar que la velocidad es la velocidad con la dirección, por lo que si un objeto tiene una gran velocidad, también tiene una gran velocidad. Nuestra ecuación de cantidad de movimiento se puede simplificar aún más sustituyendo los símbolos por las palabras: p = mv , donde p es la cantidad de movimiento, m es la masa (en kg) yv es la velocidad (en m / s).

Como puede ver, si aumenta una de las variables en el lado derecho de la ecuación, ya sea la masa o la velocidad, el impulso del lado izquierdo también debe aumentar para mantener ambos lados iguales. Si aumenta tanto la masa como la velocidad, el impulso aumenta aún más. De esta forma, podemos ver que tanto la moto como la semifinal pueden tener un gran impulso, pero la semifinal es aún mayor porque es mucho más masiva que la moto.

Esto también significa que un objeto en reposo no tiene impulso. La velocidad de un objeto en reposo es cero, por lo que no hay movimiento. Para que un objeto tenga impulso, ¡debe estar en movimiento!

Una cosa importante a tener en cuenta sobre el impulso es que es una cantidad vectorial . Esto significa que tiene magnitud y dirección. La velocidad también es una cantidad vectorial porque tiene ambos componentes y, afortunadamente para nosotros, la dirección del momento es la misma que la dirección del vector velocidad. Pero para describir completamente el impulso de un objeto, debe incluir su dirección; de lo contrario, no es un vector.

Ejemplos de Momentum

Como ya sabe, un objeto de cualquier tamaño puede tener un gran impulso porque depende de la velocidad del objeto y de su masa. Es posible que un barco superpetrolero que está llegando a puerto no esté viajando muy rápido a través del agua, pero es bastante masivo, por lo que debe comenzar a disminuir mucho antes de llegar a puerto para poder atracar de manera segura.

Digamos que nuestra bicicleta bajando la colina a alta velocidad es la mitad de la masa del camión, pero viaja dos veces más rápido. En esta situación, cada vehículo tiene el mismo impulso. Eso puede sonar un poco exagerado, así que veámoslo en la ecuación. Para el camión, el impulso es p = 2 m * v . El impulso de la bicicleta es p = m * 2 v . ¿Puedes ver cómo esto equivaldría al mismo impulso para ambos vehículos?

Siempre que conozca la masa y la velocidad del objeto, puede determinar su impulso. Una bola de 5 kg que rueda a 10 m / s hacia la derecha tiene una cantidad de movimiento de 5 kg * 10 m / s, o 50 kg * m / s hacia la derecha.

Si esa misma bola aumenta su rapidez a 20 m / s, simplemente duplicamos el momento dado que el componente de velocidad se duplica. El nuevo impulso de esta bola es de 100 kg * m / s.

Debido a que el impulso aumenta o disminuye en la misma cantidad que la masa o la velocidad, decimos que son proporcionales . Todo esto significa que a medida que cambia una variable, la variable del otro lado de la ecuación cambia en la misma cantidad. Saber que son proporcionales nos ayuda a comprender por qué la bicicleta y la semifinal pueden tener el mismo impulso en las condiciones adecuadas.

Resumen de la lección

El momento es masa en movimiento y solo se aplica a objetos en movimiento. Es un término que describe una relación entre la masa y la velocidad de un objeto, y podemos ver esto cuando se escribe en forma de ecuación, p = mv , donde p es el momento, m es la masa en kg yv es la velocidad en m / s.

Debido a que el impulso es una cantidad vectorial , esto significa que tiene tanto magnitud como dirección. La dirección del impulso será en la misma dirección que la velocidad, pero debe incluirse en la descripción del impulso del objeto para que se describa por completo.

El momento es proporcional a la masa y la velocidad, lo que significa que a medida que cambia una de las variables, la variable del otro lado de la ecuación cambia en la misma cantidad. Duplica la masa y duplicas el impulso. Triplica la velocidad y habrás triplicado el impulso. Pero duplica tanto la masa como la velocidad y cuadriplica el impulso porque ambas variables han aumentado, lo que afecta el impulso del objeto en movimiento.

Los resultados del aprendizaje

Después de esta lección en video, podrá:

• Definir impulso
• Identificar la ecuación del momento
• Explica qué significa que el impulso es una cantidad vectorial.
• Describe la relación proporcional del momento con la masa y la velocidad.