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Lección 60

Cantidad de movimiento y Conservación. Conceptos básicos. Ejemplo 2

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Se ilustra el concepto de conservación de la cantidad de movimiento para el caso de una colisión frontal entre dos objetos y cuando no actúan fuerzas externas sobre dichos objetos y se establece la ley de conservación de la cantidad de movimiento. Se ilustra un ejemplo el cual trata del cálculo en la velocidad de retroceso de un rifle al disparar una bala a determinada velocidad En este video se estudia la conservación de la cantidad de movimiento referente al tema de cantidad de movimiento líneal o momentum. Se considera para este caso la colisión frontal de dos bolas de billar. Se tienen dos bolas de billar que, en un primer instante de tiempo, van a colisionar. Se representan como bola A y bola B. Se recuerda la definición de momentum lineal de un objeto en movimiento y se aplica a cada una de las bolas. En un instante de tiempo se presenta la colisión entre las bolas A y B. Luego de que ocurre el choque ambas se van a separar y van a tener unos momentos o cantidades de movimiento lineal diferentes a las que tenían inicialmente. La bolas se van a mover con una cantidad de movimiento lineal igual a su respectiva masa por su respectiva velocidad final. Se tiene entonces que antes de la colisión la cantidad de movimiento lineal total Pi es igual a la suma del momento lineal de la bola A inicial, más el momento lineal de la bola B inicial. La cantidad de movimiento lineal total después de la colisión es igual a la cantidad de momento lineal final de A más la cantidad de momento lineal final de B. Se tienen los momentos lineales del sistema de dos bolas de billar antes y después de la colisión. Se ha encontrado que sin importar cuáles sean las velocidades y las masas, la cantidad de movimiento total antes de la colisión, es el mismo que después de la colisión, ya sea que la colisión sea frontal o no, en tanto no actúen fuerzas externas. Tenemos entonces que el principio de conservación de la cantidad de movimiento nos dice que la cantidad de movimiento en un sistema antes de la colisión va a ser igual a la cantidad de movimiento después de la colisión en tanto que no lo afecten fuerzas externas. Una vez presentada la ecuación del principio de conservación de la cantidad de movimiento, se demuestra que es válido para cualquier numero de objetos que se encuentren en el mismo sistema. La ley de la conservación de la cantidad de movimiento establece que la cantidad de movimiento total de un sistema aislado de objetos permanece constante. Recordemos que un sistema es un conjunto de objetos elegidos que pueden interactuar unos con otros, y un sistema aislado es aquel en el que las únicas fuerzas significativas son las que existen entre los objetos en el sistema, por tanto, para hablar de la conservación de la cantidad del movimiento debemos hablar del conjunto de objetos que se encuentran en un sistema aislado. Por tal motivo se dice que el principio de la conservación de la cantidad del movimiento se aplica cuando tenemos un conjunto de objetos en un sistema aislado. Se realiza un ejemplo en el que se debe calcular la velocidad de retroceso de un rifle de 4,0kg que dispara una bala de 0,02kg a una velocidad de 640m/s.
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