Dinámica del movimiento de Traslación

Prof. Alicia González
Física I
IMPULSO DE UNA FUERZA: El impulso
IMPULSO Y CHOQUES
es una magnitud vectorial y la definiremos a partir de la
expresión de la segunda ley de Newton:

Aplicando integral a ambos lados nos queda:
DEFINICIÓN OPERACIONAL
DEFINICIÓN VERBAL
El impulso de una fuerza es exactamente igual a la
variación de la cantidad de movimiento lineal que
experimenta una partícula
La unidades del impulso son las mismas del momento lineal
, en el SI: kg m / s
¿Cuándo utilizamos el impulso? Para los casos en que las fuerzas actúan instantáneamente , es
decir que sean fuerzas impulsivas , que actúan durante un tiempo muy corto, y en estos casos
lo más representativo es la variación de la cantidad de movimiento que se produce en la
partícula bajo estudio.
¿Cómo calculamos ?
*
* Si me dan la función
integro y evalúo.
;
* Si me dan una gráfica de
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Física I
 Utilizando la fuerza promedio
IMPULSO Y CHOQUES
(o fuerza media)

Ejemplos:
1. Una pelota se deja caer desde el reposo desde una altura h y se observa que rebota hasta
una altura h /4.
a. Determine el impulso dado a la pelota por el piso.
b. Determine la fuerza media que actúa sobre la pelota, si la fuerza actúa durante un
intervalo de tiempo t
2. La fuerza media ejercida por un bate sobre una pelota de beisbol durante su tiempo de
contacto, que es de 2,00x10-3s, es de 6660N. La masa de la pelota es 0,145 kg y su velocidad
al llegar al bate es
. ¿Cuál es la velocidad de la pelota al dejar el bate?. Suponga
que sale en la misma dirección que tenía al encontrar el bate, pero en sentido contrario.
3. Una partícula de masa M=0,5kg en reposo sobre una superficie horizontal, se somete a una
fuerza impulsiva cuya magnitud varía tal como se indica en la gráfica. Determine la velocidad
final que adquiere la partícula.
F(kN)
F
0,5
0,5
1
t(ms)
2
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Física I
IMPULSO Y CHOQUES
CHOQUES O COLISIONES
Un choque es una interacción violenta que ocasiona cambios muy
rápidos de energía y cantidad de movimiento entre las partículas
que interactúan.
En los choques habrá conservación de la cantidad de movimiento
de las partículas que interactúan, esto debido a que las fuerzas que
actúan son fuerzas internas (las fuerzas que actúan durante la
colisión son fuerzas impulsivas) y si existen fuerzas externas
aplicadas serán despreciables respecto a las fuerzas internas.
Tipos de choques: de acuerdo a cómo se conserve la
energía cinética dividiremos los choque en:

Choque Elástico: en este tipo de choque se conserva la energía cinética y el momento lineal del sistema
Operacionalmente:

Choque no elástico (inelástico): en este tipo de choque no se conserva la energía cinética, quiere decir
que solo se conserva el momento lineal del sistema.
Operacionalmente:

El Choque Plástico (perfectamente inelástico) es un caso particular de los choques inelásticos,
en el cual las partículas quedan unidas después del choque
Clasificación de los choques según la dimensión:

Choque unidimensional (1D): las velocidades se mantiene la misma dirección justo antes y justo
después del choque.
 Choque en el plano (2D):
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Física I
IMPULSO Y CHOQUES
Ecuaciones de choques:
CHOQUES ELÁSTICOS: se conservan el momento lineal y la energía cinética justo antes y justo después del choque
(1) Po = Pf
(2) Ko = Kf
La ecuación (1) es una ecuación vectorial, que equivale a tres ecuaciones escalares
Conservando P en la dirección X
Conservando P en la dirección Y
Conservando P en la dirección Z
Si es un Choque elástico en una
dimensión:
Po = Pf
Ko = Kf
Resolviendo este sistema se obtiene:
V1 f 
m1  m2
2m 2
V 
V
1
o
m1  m2
m1  m2 2o
V2f 
2m1
m2  m1
V1o 
V
m1  m2
m1  m2 2o
CHOQUE INELÁSTICO: solo se conserva el momento lineal del sistema
Po=Pf 
Si el choque es PLÁSTICO: LAS PARTÍCULAS QUEDAN UNIDAS DESPUES DEL CHOQUE
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