S08: IMPULSO Y CANTIDAD DE MOVIMIENTO Cantidad de movimiento lineal y impulso PREGUNTAS PREVIAS • ¿Sabe usted qué es la cantidad de movimiento? • ¿Sabe usted cuántos principios de conservación tiene la mecánica? • ¿Qué es el impulso y cómo o cuándo se aplica en un problema de mecánica? ¿Qué elementos dinámicos debemos tener en cuenta al estudiar el movimientos de las Figuras anteriores? Logro de sesión Aplica el principio de impulso y cantidad de movimiento lineal al cambio de velocidad de una partícula. PRINCIPIO DEL IMPULSO Y LA CANTIDAD DE MOVIMIENTO Usaremos un tercer método básico útil para la solución de problemas que involucran movimiento de partículas (fuerza, masa, velocidad y tiempo). Sea una partícula de masa m sobre la que actúa una fuerza F que cumple la 2da ley de Newton: Impulso lineal Con esta prueba de impacto entre un F – 4 Phantom y un objetivo rígido reforzado se determinó la fuerza del impacto en función del tiempo. Podemos reescribir: …… (15) …… (16) expresando en sus componentes rectangulares: …… (17) • Para N fuerzas sobre 1 partícula: debe considerarse el impulso de cada una de las fuerzas, es decir: …… (18) …… (19) • Para N partículas: Si no se ejercen fuerzas externas, ó si la suma de las fuerzas externas es cero, se anula el 2do término de (19), entonces: …… (20) que expresa: la cantidad de movimiento total de las partículas se conserva. Ejemplo: Ignorando la resistencia del aire: MOVIMIENTO IMPULSIVO Una fuerza que actúa sobre una partícula durante un breve intervalo que es lo suficientemente grande para producir un cambio definido en la cantidad de movimiento se conoce como fuerza impulsiva y el movimiento resultante se denomina movimiento impulsivo. …… (21) Ejemplo: Cuando se golpea una pelota de béisbol con una fuerza F durante un intervalo de tiempo muy corto ∆𝑡, proporciona un impulso resultante F∆𝑡 tan grande que cambia el sentido del movimiento de la pelota. el impulso del peso puede ignorarse PROBLEMA DE APLICACIÓN N°01 Un automóvil que pesa 4 000 lb desciende por una pendiente de 5° a una rapidez de 60 mi/h cuando se aplican los frenos, lo que provoca una fuerza de frenado total constante (aplicada por el camino sobre los neumáticos) de 1 500 lb. Determine el tiempo que se requiere para que el automóvil se detenga. PROBLEMA DE APLICACIÓN N°02 Una pelota de béisbol de 4 oz se lanza con una velocidad de 80 ft/s hacia un bateador. Después de que la bola es golpeada por el bate B, adquiere una velocidad de 120 ft/s en la dirección que se indica. Si el bate y la bola están en contacto 0.015 s, determine la fuerza impulsiva promedio ejercida sobre la pelota durante el impacto. PROBLEMA DE APLICACIÓN N° 03 • Un paquete de 10 kg cae desde una rampa a una velocidad de 3 m/s en un carro de 25 kg. Si el carro está al inicio en reposo y puede rodar libremente, determine: a) la velocidad final del carro, b) el impulso ejercido por el carro sobre el paquete, c) la fracción de la energía inicial perdida en el impacto.
