Momento lineal
O momento lineal ou abreviado comunmente como momento defínese como o produto da masa e a velocidade.
p = mv
Descrición: p = momento, m = masa (quilogramo), v = velocidade (metro/segundo)
O momento é unha cantidade vectorial, polo que ademais de ter magnitude, o momento tamén ten dirección. A dirección do momento é a mesma que a dirección da velocidade do obxecto ou a dirección do movemento do obxecto.
O momento é directamente proporcional á masa e á velocidade. Canto maior sexa a masa, maior será o momento. Do mesmo xeito, canto maior sexa a velocidade, maior será o momento. Por exemplo, hai dous coches, digamos o coche A e o coche B. Se a masa do coche A é maior que a masa do coche B e ambos coches móvense á mesma velocidade, entón o coche A ten un momento maior que o coche B. Do mesmo xeito, se os coches A e o coche B teñen a mesma masa e o coche A móvese máis rápido que o coche B, entón o momento do coche A é maior que o momento do coche B. Se un obxecto con masa non se move ou está quieto, entón o momento do obxecto é cero.
A unidade internacional de momento é o quilogramo metro/segundo, abreviado kg m/s.
Impulsos
O impulso defínese como o produto da forza ou da forza resultante por un intervalo de tempo.
Teorema do impulso-momento
O teorema do impulso-momento obtense reducindo Ecuación da segunda lei de Newton en forma de momento.
Información:
Exemplo de problemas
1. Lánzase horizontalmente unha pelota de 1 kg a unha velocidade de 2 m/s. Despois, golpéase a pelota na mesma dirección que a pelota orixinal. A pelota está en contacto co bate durante 1 milisegundo e a súa velocidade despois de saír do bate é de 4 m/s. Canta forza exerce o bate sobre a pelota?
Discusión
Sábese que:
A dirección do movemento da bóla é a mesma, polo que a velocidade inicial e a velocidade final teñen o mesmo signo.
Pregunta: forza F
Resposta:
2. Lánzase horizontalmente unha pelota de 1 kg cara á dereita a unha velocidade de 10 m/s. Despois de ser golpeada, a pelota móvese cara á esquerda a unha velocidade de 20 m/s. Determina a magnitude do impulso que actúa sobre a pelota.
Discusión
Sábese que:
m = 1 kg, vo = 10 m/s, vt = -20 m/s
A dirección do movemento ou dirección da velocidade da bóla é oposta, polo tanto a velocidade inicial e a velocidade final teñen signos diferentes.
Preguntado: impulso (I)
Resposta:
Eu = m (v)t - vo) = (1)(-20 – 10) = (1)(-30) = -30 kg m/s.
O signo negativo indica que a dirección do impulso é a mesma que a dirección da velocidade final da bóla (cara á esquerda).
3. Un estudante golpea unha pelota de voleibol cunha masa de 0,1 kg que inicialmente está en repouso. A man do estudante está en contacto coa pelota de voleibol durante 0,01 segundos. Despois de ser golpeada, a pelota móvese a unha velocidade de 2 m/s. (a) Canta forza exerce a man do estudante sobre a pelota de voleibol? (b) A terceira lei de Newton establece que se o estudante exerce unha forza sobre a pelota, a pelota tamén exerce unha forza sobre o estudante. Canta forza exerce a pelota sobre o estudante? (c) Se a man do estudante está en contacto coa pelota de voleibol durante 0,001 segundos, canta forza exerce a pelota sobre a man do estudante?
Discusión
É coñecido :
Preguntado/a forza F
Jawab :
(a) A forza exercida pola man do alumno sobre a pelota se o tempo de contacto é de 0,01 segundos
(b) A forza exercida pola pelota sobre a man do alumno se o tempo de contacto é de 0,01 segundos
Terceira lei de Newton: acción F = – reacción F
A magnitude da forza exercida pola pelota sobre a man do estudante é de 200 Newtons.
(c) A forza exercida pola pelota sobre a man do alumno se o tempo de contacto é de 0,001 segundos
Baseándose nos resultados obtidos, pódese concluír que a forza exercida pola pelota sobre a man do alumno é maior cando o tempo de contacto é máis curto. Esta maior forza causa máis dor na man do alumno. Isto pódese ver ao xogar ao voleibol. Se golpeas unha pelota de voleibol máis forte, o tempo de contacto entre a túa man e a pelota é máis curto que cando golpeas unha pelota máis branda. A diferenza no tempo de contacto fai que a túa man sinta máis dor ao golpear unha pelota máis forte.
4. Pregunta C61 nº 13 do exame nacional 2011/2012
Lánzase horizontalmente unha pelota de goma de 75 gramos ata que choca contra unha parede, como se mostra. Se a pelota de goma rebota cara atrás á mesma velocidade, o impulso resultante é...
A. 0
B. 1,5 N
C. 3,0 Ns
D. 3,7 Ns
E. 5,5 Ns
Discusión
É coñecido :
Masa da bóla (m) = 75 gramos = 0,075 kg
Velocidade comezo (v)o) = -20 m/s
Velocidade final (vt) = 20 m/s
A dirección do movemento da bóla (dirección da velocidade) é oposta, polo tanto, a velocidade inicial e a velocidade final teñen signos diferentes.
Preguntado/a impulso
Jawab :
Impulso = cambio na cantidade de movemento
I = Δp
Eu = m (v)t - vo) = 0,075 (20 – (-20)) = 0,075 (20 + 20) = 0,075 (40)
Eu = 3 Ns
Ns representa o Newton por segundo.
A resposta correcta é C.
5. Pregunta A81 nº 13 do exame nacional 2011/2012
Lánzase unha pelota de 20 gramos cara á esquerda cunha velocidade v1 = 4 m/s. Despois de golpear a parede, rebota cara á dereita cunha velocidade v2 = 2 m/s. O impulso resultante é….
A. 0,24 N
B. 0,12 N
C. 0,08 Ns
D. 0,06 Ns
E. 0,04 Ns
Discusión
É coñecido :
Masa da bóla (m) = 20 gramos = 0,02 kg
Velocidade inicial (v1) = – 4 m/s
Velocidade final (v2) = 2 m/s
A dirección do movemento da bóla (dirección da velocidade) é oposta, polo tanto, a velocidade inicial e a velocidade final teñen signos diferentes.
Preguntado/a impulso
Jawab :
Impulso = cambio na cantidade de movemento
I = Δp
Eu = m (v)2 - v1) = (0,02)(2 – (-4)) = (0,02)(2 + 4)
I = (0,02)(6) = 0,12 Ns
A resposta correcta é B.
