Ideas clave
La cantidad de movimiento es masa por velocidad. En una colisión o explosión sin fuerzas externas, la cantidad de movimiento total del sistema se conserva, aunque la energía cinética no lo haga.
- El impulso es la fuerza por el tiempo que actúa y es igual a la variación de la cantidad de movimiento: FΔt = Δp.
- En una colisión perfectamente inelástica los objetos quedan unidos y se mueven con v′ = (m₁v₁ + m₂v₂) ÷ (m₁ + m₂).
- En una colisión elástica se conservan tanto la cantidad de movimiento como la energía cinética.
- La cantidad de movimiento es un vector. Asigna signos a las direcciones, por ejemplo derecha positivo e izquierda negativo, antes de sumar.
Ecuaciones clave
p = mvJ = FΔt = Δpm₁v₁ + m₂v₂ = m₁v₁′ + m₂v₂′v′ = (m₁v₁ + m₂v₂) ÷ (m₁ + m₂) (perfectly inelastic)
Ejemplo resuelto
Un coche de 1000 kg a 20 m/s choca con otro de 1000 kg en reposo y quedan unidos. Antes: 1000 × 20 = 20 000 kg·m/s. Después: 2000 × v′ = 20 000, así que v′ = 10 m/s. La energía cinética baja de 200 kJ a 100 kJ, es decir, la mitad se perdió en deformación y calor.
Errores comunes
- Sumar cantidades de movimiento sin signos, de modo que una velocidad hacia la izquierda se cuenta como si fuera hacia la derecha.
- Suponer que la energía cinética se conserva en todas las colisiones. Solo se conserva en las elásticas.
- Usar la masa de un solo objeto cuando los objetos quedan unidos.
Práctica
Ponte a prueba con preguntas de práctica sobre este tema: Cantidad de movimiento y choques