Momentum: Cantidad Fundamental

Objetivos:

Al terminar la lección podrás:

• Definir los conceptos: momentum, impulso y ley de conservación de momentum.
• Resolver problemas de momentum en el que considerarás situaciones que ocurren en una o dos dimensiones.

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Momentum es una Cantidad Fundamental en la Física

El momentum (también conocido como cantidad de movimiento) es una magnitud física que describe el movimiento de un objeto. Se define como el producto de la masa de un objeto por su velocidad y es una cantidad vectorial, lo que significa que tiene tanto magnitud como dirección. El momentum es fundamental para entender cómo se comportan los objetos cuando interactúan, especialmente durante colisiones.

Fórmula del momentum:

El momentum (p) se calcula con la siguiente fórmula:

Donde:

• p es el momentum,
• m es la masa del objeto,
• v es la velocidad del objeto.

El momentum tiene la misma dirección que la velocidad del objeto. Cuanto mayor sea la masa o la velocidad, mayor será el momentum.

Cantidad de movimiento

El momentum se define como el momento lineal o cantidad de movimiento.  En física es la  cantidad fundamental que caracteriza el movimiento de cualquier objeto. Es el producto de la masa de un cuerpo en movimiento y de su velocidad lineal. El momento es una cantidad vectorial, lo que significa que tiene magnitud, dirección y sentido. El momento lineal total de un sistema constituido por una serie de objetos es la suma vectorial de los momentos de cada objeto individual. En un sistema aislado, el momento total permanece constante a lo largo del tiempo; es lo que se llama conservación del momento lineal.

Ejemplos de momentum

Por ejemplo, cuando un jugador de tenis golpea una pelota, el momento lineal de la raqueta justo antes de golpear la bola más el momento de la pelota en ese instante es igual al momento de la raqueta inmediatamente después de golpear la bola más el momento de la pelota golpeada.

En otro ejemplo, imaginemos a un nadador que salta desde un bote inmóvil que flota sobre el agua. Antes de saltar, el bote y el nadador no se mueven, por lo que el momento lineal total es cero. Al saltar, el nadador adquiere momento lineal hacia delante, y al mismo tiempo el bote se mueve hacia atrás con un momento igual en magnitud y dirección pero sentido contrario; el momento total del sistema formado por el nadador y el bote sigue siendo nulo.

La física actual

La física actual considera la conservación del momento como una ley universal, que se cumple incluso en situaciones extremas donde las teorías clásicas de la física no son válidas. En particular, la conservación del momento lineal se cumple en la teoría cuántica, que describe los fenómenos atómicos y nucleares, y en la relatividad, que se emplea cuando los sistemas se desplazan a velocidades próximas a la de la luz.

Como has estudiado en esta lección el momentum depende de la masa y la velocidad. 

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Simulaciones

Choque de partículas

Esta simulación te ayudará a comprender el momento de inercia

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Enlaces externos para explorar

• Conceptos de Física: Hyperphysics
• Libros:
  • Física Moderna de Paul A. Tipler
  • Física Moderna – Raymond A. Serway
• NASA: Science Explorer Poster Series
• Simulaciones: PhET
• Tutorial de Física en Inglés: Physics Classroom
• Wikipedia en Español: Wikipedia

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Vídeo

Explicación sencilla

Colisiones elásticas y las inelásticas

Momentum lineal

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