La cantidadenmovimiento es una grandeza física vectorial que se define por el producto de la masa, en kilogramos, y la velocidad, en metros por segundo. Es una de las magnitudes más importantes de la dinámica porque se relaciona con otras magnitudes, como fuerza, impulso y energía cinética. La cantidad de movimiento, que también se conoce como momento lineal, es dimensionalmente igual a la cantidad de impulso, cuya unidad de medida es kg.m / so incluso N.s.
Tales cantidades están relacionadas entre sí por la Segunda ley de Newton, que establece que la fuerza neta sobre un cuerpo provoca una variación en la cantidad de movimiento durante un cierto período de tiempo. Además, según el principio de conservación del impulso, decimos que en sistemas que no exhiben fuerzas disipativas, como la fuerza de fricción, se debe mantener el momento total.
Fórmulas de impulso
LA fórmula de la cantidad de movimiento define que el pasta multiplicado por la velocidad es igual a la horalineal del cuerpo.
Q - cantidad de movimiento o momento lineal (kg.m / s)
metro - masa (kg)
v - velocidad (m / s)
Dado que la cantidad de movimiento se define a partir de la Leyes de la mecánica newtoniana, la fórmula que relaciona la fuerza neta con el cambio en el momento es la siguiente:
ΔQ - variación de la cantidad de movimiento
QF y QI - cantidades de movimiento inicial y final
Δt - intervalos de tiempo)
F - fuerza neta (N)
De la fórmula que se muestra arriba, se puede ver que el vector de la variación en la cantidad de movimiento (ΔQ) tiene el mismo significado que el vector de fuerza resultante (FR). Por tanto, cuando un organismo está sujeto a una fuerza neta distinta de cero, su impulso variará en la misma dirección y dirección que la fuerza resultante.
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Finalmente, el La energía cinética también se puede escribir en términos de impulso.. Esta representación de la energía cinética indica que esta energía se puede escribir como la relación entre el cuadrado del momento y la masa del cuerpo, multiplicado por 2. Vea:
YC - energía cinética (J)
veaademás:¿Cómo resolver ejercicios sobre las leyes de Newton?
Conservación de momento
LA conservación de momento es uno de los principios más importantes de la física. De acuerdo con este principio, en ausencia de fuerzas disipativas, la cantidad total de movimiento de un sistema debe permanecer constante. Esto indica que, en situaciones en las que ocurren colisiones, por ejemplo, el producto de la masa y la velocidad de los cuerpos debe ser igual antes y después del contacto entre ellos; en estos casos, decimos que la colisión fue perfectamente elástico.
En este caso, la fórmula utilizada para expresar la conservación de la cantidad de movimiento es la siguiente:
metroLA enB – masas de cuerpos A y B
vLA y ustedB- velocidades de los cuerpos A y B antes de la colisión
v 'LA y verB- velocidades de los cuerpos A y B después de la colisión
veaademás: Impulso y cantidad de movimiento
Ejercicios resueltos sobre la cantidad de movimiento
Pregunta 1) (Uerj) El siguiente gráfico indica la variación en la aceleración a de un cuerpo, inicialmente en reposo, y la fuerza F que actúa sobre él.
Cuando la velocidad del cuerpo es de 10 m / s, su cantidad de movimiento, en kg.m / s, corresponde a:
a) 50
b) 30
c) 25
d) 15
Plantilla: letra b.
Resolución:
Primero, necesitas averiguar cuál es la masa del cuerpo a partir de la gráfica y usando la fórmula de fuerza resultante.
Finalmente, el ejercicio nos pide que calculemos la cantidad de movimiento cuando la velocidad del cuerpo es 10 m / s. Para hacerlo, simplemente haga el siguiente cálculo:
En base al resultado obtenido, la alternativa correcta es la letra b.
Pregunta 2) (Uece) Considere un vagón con una carga neta que es tirado por una locomotora en una vía horizontal recta. Desprecie la fricción y considere que la fuerza aplicada por la locomotora al automóvil es constante. En caso de fuga de esta carga, el momento lineal del conjunto formado por el vagón y la carga en su interior:
a) varía solo por la aplicación de la fuerza.
b) varía por la aplicación de fuerza y por la variación de masa.
c) varía únicamente por la pérdida de masa del vagón.
d) no varía ni siquiera con el cambio de masa.
Plantilla: letra b,
Resolución:
Como ya hemos visto, la fuerza neta aplicada a un cuerpo depende de la variación en la cantidad de movimiento, que a su vez depende tanto de la masa como de la velocidad del cuerpo. Vea la relación entre fuerza y cantidad de movimiento:
Pregunta 3) (Fatec) En una clase del curso de Logística Aeroportuaria, el profesor propone a los estudiantes que determinen la cantidad de movimiento de la aeronave tipo 737-800 en un vuelo de crucero, considerando las condiciones ideales. Para ello presenta valores aproximados, proporcionados por el fabricante de la aeronave.
Información |
Regalado |
Masa máxima de despegue |
79.000 kilogramos |
Velocidad de crucero media |
720 kilómetros por hora |
Con base en los datos presentados en la tabla, el resultado esperado aproximado es, en kg.m / s:
a) 1.6.107
b) 2.0.107
c) 2.6.107
d) 3.0.107
e) 3.6.107
Plantilla: letra a.
Resolución:
La resolución del ejercicio requiere que la velocidad del avión se convierta de kilómetros por hora a metros por segundo. Por eso, el El valor de 720 km / h debe dividirse por el factor 3.6.. Luego, multiplica la masa y la velocidad del cuerpo.
Por Rafael Hellerbrock
Profesor de física
¿Le gustaría hacer referencia a este texto en una escuela o trabajo académico? Vea:
HELERBROCK, Rafael. "Cantidad de movimiento"; Escuela Brasil. Disponible: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/quantidade-movimento-sua-definicao.htm. Consultado el 27 de junio de 2021.
