Fórmula de impulso – Part 1

El concepto de Momentum en física es muy importante sin el cual la mayoría de las teorías en física fallarán. El momento se puede calcular multiplicando la masa de la sustancia por su velocidad. En física, el impulso es de diferentes tipos y diferentes formas. Conozcamos más sobre el impulso y su fórmula.

René Descartes formuló el impulso. Cuando René Descartes residía en Holanda, quería definir científicamente cómo se mueven los objetos. Rene comenzó asumiendo que la velocidad del universo era un atributo conservado y también puso a prueba su teoría usando colisiones.

Impulso

Está claro a partir de la definición de cantidad de movimiento que un elemento tiene una cantidad de movimiento significativa si su masa y su velocidad son grandes. Al calcular el impulso de un objeto, ambos factores son igualmente importantes. Considere un camión y una bicicleta que van a toda velocidad por la calle. El camión tiene un impulso significativamente mayor debido a su masa significativamente mayor. Sin embargo, si el camión se detuviera, la bicicleta menos grande tendría el mayor impulso. Cualquier elemento que está en reposo no tiene impulso.

El momento es el producto de la masa de la partícula y su velocidad. Se denota por (p).

p = mv

Es una cantidad vectorial, es decir, tiene magnitud y dirección.

Tipos de impulso 

• Momento lineal: es el momento en una dirección particular.

• Momento angular: Su momento está inclinado en algún ángulo o tiene una trayectoria circular.

Ejemplos de impulso

1. Un automóvil se mueve a una velocidad de 40 km/h, por lo que aquí el automóvil tendrá una cierta masa, y el producto de la masa y su velocidad dará el valor del impulso.
2. El columpio en el patio de recreo tiene cierto momento y se llama momento angular.
3. El péndulo en el reloj.
4. Un niño está haciendo girar una cuerda con la piedra en su extremo.
5. En un experimento, dos pelotas se dejan caer desde cierta altura que tiene su propio impulso.
6. Una bicicleta gana impulso cuando se cambia de marcha.
7. Un automóvil gana impulso cuando se quitan los frenos en una pendiente.

Ley de conservación del momento 

La ley de conservación de la cantidad de movimiento establece que si ninguna fuerza externa neta desequilibrada actúa sobre un sistema, entonces la cantidad de movimiento total de todos los cuerpos del sistema antes de la colisión será igual a la cantidad de movimiento total de todos los cuerpos del sistema después de la colisión. .

Aplicación de la Ley de conservación de la cantidad de movimiento

• Una pistola y un mecanismo de bala. Tanto el rifle como la bala están en reposo antes de disparar, por lo que el impulso total del sistema es cero. La bala sale disparada del rifle y gana impulso a medida que se dispara. El arma retrocede para conservar el impulso del sistema. Después de disparar el arma, la cantidad de movimiento total del arma y la bala será cero, de acuerdo con la ley de conservación de la cantidad de movimiento.
• Considere la tercera ley del movimiento, que ayuda a describir el movimiento de un globo lleno de aire. El globo y el aire dentro de él forman un sistema en esta situación. El sistema estaba en reposo antes de que soltáramos el globo, por lo que su momento inicial era cero. El aire escapa del globo tan pronto como se suelta y tiene impulso. El globo viaja en la dirección opuesta al aire que sale para conservar el impulso.

La importancia del impulso y su aplicación.

• El impulso se puede utilizar en varios aspectos de la vida diaria, como en las bolsas de aire del automóvil. Esto utiliza los principios de momento e impulso. Cuando una persona se ve involucrada en un choque, su impulso la empuja hacia adelante, lo que hace que choque con el volante. Al colocar una bolsa de aire en el vehículo, se aplica una fuerza menor durante un período de tiempo más largo y reduce el movimiento del conductor.
• Para los cálculos de la fuerza hidrodinámica, como la fuerza que actúa sobre una compuerta o la resistencia del flujo en un flujo de equilibrio constante, siempre se utiliza el principio del momento. Los saltos hidráulicos son ejemplos de otros usos. Para un flujo sin fricción, se ideó un salto hidráulico.
• En física, el impulso se usa para definir la relación entre velocidad, masa y dirección. También se refiere a la fuerza requerida para detener elementos y mantenerlos en movimiento. También puede estimar qué tan rápido y en qué dirección se moverían los objetos después de chocar.
• La conservación del impulso es utilizada por cohetes y motores a reacción. Estas máquinas obtienen un impulso igual y opuesto a medida que los gases calientes creados por la combustión del combustible se precipitan con un impulso significativo. Este impulso permite que los cohetes y los motores a reacción viajen a velocidades extremadamente altas.
• El vínculo entre el impulso y la fuerza es bastante útil. El cambio en la velocidad Δv también se puede representar como a. Δt, como se recuerda de las ecuaciones cinemáticas.

Preguntas conceptuales

Pregunta 1: ¿Cuál es el factor más importante en el impulso?

Responder:

La dirección es el factor más importante en el impulso.

Pregunta 2: Indique la ley de conservación de la cantidad de movimiento.

Responder:

La ley de conservación de la cantidad de movimiento establece que si ninguna fuerza externa neta desequilibrada actúa sobre un sistema, entonces la cantidad de movimiento total de todos los cuerpos del sistema antes de la colisión será igual a la cantidad de movimiento total de todos los cuerpos del sistema después de la colisión. .

Pregunta 3: ¿Qué podemos encontrar por cantidad de movimiento en la colusión de un objeto en movimiento?

Responder:

La dirección del objeto se puede determinar después de la colusión encontrando su impulso antes de la colusión.

Pregunta 4: ¿Qué tipo de cantidad de movimiento tiene una dirección fija?

Responder:

Idealmente, el impulso lineal tiene una dirección fija (si no hay ningún obstáculo a través del cual pueda causar colusión).

Pregunta 5: En condiciones de la vida real , ¿cómo se detiene el impulso?

Responder:

El impulso puede ser detenido por,

1. Poner obstáculo (colusión),
2. El aumento de la fricción de la superficie de la trayectoria,
3. Aplicando fuerza opuesta,
4. Debido a la gravitación (natural).

Pregunta 6: ¿Qué le sucede a un objeto en movimiento en el espacio?

Responder:

La gravedad afecta el movimiento de los objetos en el espacio. La gravedad es una fuerza poderosa que puede alterar la trayectoria de los objetos en el espacio, desviarlos de su curso o incluso provocar que choquen. Entonces, en algún momento, entrarán en contacto con la gravedad y actuarán en consecuencia.

Problemas de muestra

Pregunta 1: Una bicicleta de 45 kg a una velocidad de 20 km está en la carretera, ¿cuál será su cantidad de movimiento?

Solución: 

 Dado:

• m = masa de la bicicleta = 45 kg
• v = velocidad (velocidad) de la bicicleta = 20 m/s

Por lo tanto, al usar la fórmula para el impulso,

pags = metro × v

p = 45 × 20

p = 900 kg.m/s

Pregunta 2: Un automóvil tiene un impulso de 250 kg.m/s. ¿Cuál será su cantidad de movimiento si su masa es el doble de su masa?

Responder:

Dado,

• cantidad de movimiento (p) = 250 kg.m/s

Condición,

• El doble de la masa del coche.

Por lo tanto, esto cambia la fórmula para el impulso como,

p = 2(m × v)

El valor de m × v es 250,

Asi que,

p = 2 × 250

p = 500 kg.m/s

Por lo tanto, si la masa era el doble, la cantidad de movimiento aumentaría al doble y p sería de 500 kg, m/s.