Comprender la ley:
* Declaración: En un sistema cerrado, el impulso total antes de un evento es igual al impulso total después del evento.
* Momentum: Momentum (P) es una medida de la masa de un objeto en movimiento. Se calcula como: p =mv (donde m es masa y v es velocidad)
* Explosiones: Las explosiones implican una rápida liberación de energía, lo que hace que los fragmentos del objeto original se muevan hacia afuera.
Aplicando la ley:
1. Identifique el sistema: Defina el sistema que está estudiando. Esto incluye todos los objetos involucrados antes y después de la explosión. Por ejemplo, si está estudiando una bomba que explota, su sistema podría incluir la bomba misma y todos sus fragmentos.
2. Momento antes: Calcule el impulso total del sistema * antes de * la explosión. A menudo, el sistema está inicialmente en reposo, por lo que el impulso inicial es cero.
3. Momento después de: Calcule el momento total del sistema * después de * la explosión. Esto implica considerar la masa y la velocidad de cada fragmento.
4. Conservación: Aplique la ley de conservación del impulso:el impulso total antes de la explosión debe igualar el impulso total después de la explosión. Esto le permite resolver cantidades desconocidas, como la velocidad de un fragmento particular.
Ejemplo:
Imagine que una bomba de 1 kg en reposo explota en dos fragmentos:
* Fragmento 1:masa =0.6 kg, velocidad =+10 m/s (moviéndose hacia la derecha)
* Fragmento 2:masa =0.4 kg, velocidad =? (desconocido)
Cálculos:
* Momento inicial: 0 kg*m/s (bomba en reposo)
* Momento final: (0.6 kg * 10 m/s) + (0.4 kg * v) =6 kg * m/s + 0.4V kg * m/s
* Conservación: 0 =6 kg*m/s + 0.4V kg*m/s
* Resuelve para V: V =-15 m/s (el fragmento 2 se mueve hacia la izquierda)
Puntos clave:
* Dirección: El momento es un vector, lo que significa que tiene magnitud y dirección. Es importante considerar la dirección del movimiento para cada objeto.
* Fuerzas internas: Las explosiones involucran fuerzas internas dentro del sistema. La ley de conservación del momento es cierto porque las fuerzas internas no pueden cambiar el impulso total del sistema.
* Fuerzas externas: Si hay fuerzas externas que actúan sobre el sistema (como la resistencia al aire), la ley de conservación del momento puede no aplicarse con precisión.
Aplicaciones:
La ley de conservación del impulso se usa ampliamente en:
* balística: Estudiar las trayectorias de proyectiles y explosivos.
* Propulsión de cohetes: Comprender cómo funcionan los cohetes al expulsar la masa para generar empuje.
* Física nuclear: Análisis del impulso de partículas en reacciones nucleares.
Al aplicar la ley de conservación del impulso, podemos obtener información valiosa sobre las fuerzas y el movimiento involucrados en eventos explosivos.
