ImpulsoEnmecnica, se llamaimpulsoa lamagnitud fsica, denotada usualmente comoI, definida como la variacin en elmomento linealque experimenta unobjeto fsicoen un sistema cerrado. El trmino difiere de lo que cotidianamente conocemos como impulso y fue acuado porIsaac Newton en susegunda ley Formula

UnidadesUnimpulsocambia elmomento linealde un objeto, y tiene las mismas unidades y dimensiones que el momento lineal. Las unidades del impulso en elSistema Internacionalsonkg*m/s.

Ejercicio-Una pelota de bisbol de 0,15 kg de masa se est moviendo con una velocidad de 40 m/s cuando es golpeada por un bate que invierte su direccin adquiriendo una velocidad de 60 m/s, qu fuerza promedio ejerci el bate sobre la pelota s estuvo en contacto con ella 5 ms?Datos m = 0,15 kgVi= 40 m/sVf= - 60 m/s (el signo es negativo ya que cambia el sentido)t = 5 ms = 0,005 sPf-Pi=Im.Vf-m.Vi=F.tF = m. (Vf- Vi)/tF=0,15kg.(-60m/s-40m/s)/0,005sF=0,15kg.(-100m/s)/0,005sF = - 3000 N

Lacantidad de movimientoEs unamagnitud fsica fundamentalde tipovectorialque describe elmovimientode un cuerpo en cualquier teoramecnica. La definicin concreta de cantidad de movimiento difiere de una formulacin mecnica a otra: enmecnica newtonianase define para unapartculasimplemente como el producto de su masa por la velocidad Formula

UnidadesSe refiere a la integral de la Fuerza o sea el momentum o el momento lineal. Su unidad es el kg*m/s Ejercicio-Una escopeta de masa 5,8 kg lanza un proyectil de masa 20 g con una velocidad inicial de 750 m/s. cul ser la velocidad de retroceso?Datos m1= 5,8 kgm2= 20 g = 0,02 kgv2= 750 m/sSegn la definicin de la cantidad de movimiento:m1.v1=m2.v2v1=m2.v2/m1v1=0,02kg .(750m/s)/5,8kgv1= 2, 59 m/s

Relaciones entre el impulso y la cantidad de movimientoEl impulso aplicado a un cuerpo es igual a la variacin de la cantidad de movimiento, por lo cual el impulso tambinpuede calcularse como:

Dado que el impulso es igual a la fuerza por el tiempo, una fuerza aplicada durante un tiempo provoca una determinada variacin en la cantidad de movimiento, independientemente de su masa:

Principio de conservacin de la cantidad de movimientoEn mecnica a la cantidad de movimiento le he adecuado una importante propiedad, que poseen muy pocas magnitudes fsicas, no es ms que la propiedad deconservacin.Este consiste en que la suma geomtrica de las cantidades de movimiento de los cuerpos en interaccin se conserva invariable. La suma de las cantidades de movimiento queda constante aunque las cantidades de movimiento de los cuerpos varan, ya que sobre cada cuerpo actan las fuerzas de interaccin.El principio de conservacin de la cantidad de movimiento es una de las ms importante leyes de la naturaleza, demuestra la interaccin de dos cuerpo

FormulaLa frmula F= m*a expresa la segunda Ley de Newton Unidad Se refiere a la integral de la Fuerza o sea el momentum o el momento lineal mv= kg*m/s

Choques o colisionesSe define como la colisin entre dos o ms cuerpos. Un choque fsico o mecnico es percibido por una repentinaaceleracino desaceleracin causada normalmente por un impacto, por ejemplo, de una gota de agua, aunque tambin unaexplosincausa choque; cualquier tipo de contacto directo entre dos cuerpos provoca un choque

Tipos de Choques Loschoques elsticosse producen cuando dos objetos chocan y rebotan entre s sin ningn cambio en sus formas. Los choques de las bolas de billar o los choques entre partculas subatmicas son un buen ejemplo de colisiones elsticas. En los choques elsticos se conservan tanto la cantidad de movimiento como la energa cintica.

En loschoques inelsticos, uno o los dos objetos que chocan se deforman durante la colisin. En estos choques la cantidad de movimiento se conserva, pero la energa cintica no se conserva ya que parte de ella se transforma en otro tipo de energa en el proceso de deformacin de los cuerpos.

En loschoques totalmente inelsticos, los cuerpos que chocan se mueven tras la colisin con la misma velocidad de manera que parecen estar pegados y se comportan como un nico cuerpo. En este tipo de choques se conserva la cantidad de movimiento pero toda la energa puesta en juego en el choque se transforma en calor o deformacin y no se recupera para el movimiento.

Ejercicios -Un cuerpo de masa 14 kg que se mueve con una velocidad de 5 m/s choca elsticamente con otro de 7 kg que se mueve a -7 m/s. Si tras el choque el segundo cuerpo se mueve con una velocidad de 9 m/s con qu velocidad se mover el primero?R: La cantidad de movimiento del sistema antes del choque es la suma de las cantidades de movimiento de cada cuerpo:m1v1i+ m2v2i= 14 kg5 m/s + 7 kg (-7) m/s = 70 kgm/s - 49 kgm/s = 21 kgm/sLa cantidad de movimiento tras el choque es:m1v1f+ m2v2f= 14 kg v1f+ 7 kg 9 m/s = 14 kgv1f+ 63 kgm/sComo en los choques se conserva la cantidad de movimiento, tenemos que21 kgm/s = 14 kgv1f+ 63 kgm/s-42 kgm/s = 14 kgv1f Y despejando nos queda: v1f= -3 m/s

Centro de masasConsideremos dos partculas de masas m1 y m2 que se mueven con velocidades V1 y V2. Sobre el eje horizontal, la cantidad de movimiento es P=m1.V1 + m2.V2. Imaginemos un punto entre las partculas que llamaremos centro de masa (CM), de manera Tal que su masa es M = m1+ m2 y se mueve a una velocidad V. Sus componentes son Xc, Yc y Zc. Entonces CM (Xc, Yc, Zc).

Ejercicio -Tres masas, de 2.0 kg, 3.0 kg y 6.0 kg, estn localizadas en posiciones (3.0, 0), (6.0, 0) y (4.0, 0), respectivamente, en metros a partir del origen En dnde est el centro de masa de este sistema? R. CM (0, 0, 0)

Velocidad del centro de masaSean m1 y m2 las masas de dos cuerpos que despus del choque permanecen unidos, teniendo en ese momento la misma velocidad V que es la velocidad del centro de masa Vc. Por el principio de conservacin de la cantidad de movimiento la suma de las cantidades de movimiento antes del choque es igual a la suma de las cantidades de movimiento despus del choque:

Formula

Ejercicios -Un sistema constituido por dos partculas de masa m1=8kg y m2= 12Kg localizadas en los puntos P1 (2,-3) y P2 (4,1) respectivamente. La primera se mueve con una velocidad de 5ms formando un ngulo de 30 con la direccin horizontal y la segunda se mueve con una velocidad de 2m/s sobre el eje y en sentido negativo. Calcular: a) La posicin inicial del centro de masa. b) La velocidad del centro de masa c) La cantidad de movimiento total del centro de masa.

R. a) (3, 2;-0, 6); b) 23,06m/s; c) 461,2m/s

Energa

Concepto: Para lafsica, la energa es unamagnitud abstractaque est ligada al estado dinmico de un sistema cerrado y que permanece invariable con el tiempo. Se trata de una abstraccin que se le asigna al estado de un sistema fsico. Debido a diversas propiedades

Tipos de Energa

Energa mecnica Energa cintica Energa potencial Energa electromagntica Energa radiante Energa calrica Energa elctrica Energa interna Energa trmica Energa en reposo Energa de desintegracin

Transferencia de Energa Proceso por el que se intercambia energa en forma de calor entre distintos cuerpos, o entre diferentes partes de un mismo cuerpo que estn a distinta temperatura. El calor se transfiere mediante conveccin, radiacin o conduccin. Aunque estos tres procesos pueden tener lugar simultneamente, puede ocurrir que uno de los mecanismos predomine sobre los otros dos. Existen tres formas de transferir energa. Las tres formas de transferir energa son:

Conduccin: La conduccin de calor es un mecanismo de transferencia de energa trmica entre dos sistemas basado en el contacto directo de sus partculas sin flujo neto de materia y que tiende a igualar la temperatura dentro de un cuerpo y entre diferentes cuerpos en contacto por medio de ondas.

Conveccin: La conveccin es una de las tres formas de transferencia de calor y se caracteriza porque se produce por intermedio de un fluido (aire, agua) que transporta el calor entre zonas con diferentes temperaturas. La conveccin se produce nicamente por medio de materiales fluidos. stos, al calentarse, aumentan de volumen y, por lo tanto, disminuyen su densidad y ascienden desplazando el fluido que se encuentra en la parte superior y que est a menor temperatura. Lo que se llama conveccin en s, es el transporte de calor por medio de las corrientes ascendente y descendente del fluido.

Radiacin: El fenmeno de la radiacin consiste en la propagacin de energa en forma de ondas electromagnticas o partculas subatmicas a travs del vaco o de una media materia.Trabajo MecnicoEn el campo de la Fsica no se habla de trabajo simplemente, sino de Trabajo Mecnico. Como idea general, hablamos detrabajocuando unafuerza(expresada ennewton) mueve un cuerpo y libera laenerga potencial de este; es decir, un hombre o una maquina realiza un trabajo cuando vence una resistencia a lo largo de un camino.Por ejemplo, para levantar una caja hay que vencer una resistencia, el pesoPdel objeto, a lo largo de un camino, la alturada la que se levanta la caja. El trabajoTrealizado es el producto de la fuerzaPpor la distancia recorridad. T = F dComo vemos, y segn la frmula precedente, Trabajo es el producto (la multiplicacin) de la distancia (d) recorrida por un cuerpo por el valor de la fuerza (F) aplicada en esa distancia y es una magnitud escalar, que tambin se expresa en Joule(igual que la energa). La unidad de trabajo (en Joules) se obtiene multiplicando la unidad de fuerza (en Newtons) por la unidad de longitud (en metros). Recordemos que elNewtones la unidad de fuerza del Sistema Internacional (SI) que equivale a la fuerza necesaria para que un cuerpo de 1 kilogramo de masa adquiera una aceleracin de un metro por segundo cada segundo (lo mismo que decir por segundo al cuadrado). Su smbolo es N. Por lo tanto, Un Joule es el trabajo realizado por una fuerza de 1 Newton al desplazar un objeto, en ladireccin de la fuerza, a lo largo de 1 metro.En tal sentido, la direccin de la fuerza y la direccin del movimiento pueden formar un ngulo (o no formarlo si ambas son paralelas). Si forman un ngulo (), debemos incorporar ese dato en nuestra frmula para calcular el trabajo, para quedar as:

El trabajo se puede dividir en dos categoras Cuando se hace trabajo contra otra fuerza. Cuando un arquero extiende la cuerda del arco est haciendo trabajo contra las fuerzas elsticas del arco., se hace trabajo contra la fuerza de gravedad. Cuando haces abdominales ests haciendo trabajo contra tu propio peso. Se hace trabajo sobre un objeto cuando lo fuerzas a moverse en contra de la accin de una fuerza opuesta.El otro tipo de trabajo es el que se realiza para hacer cambiar la rapidez de un objeto. Es la clase de trabajo que se requiere para aumentar o disminuir la velocidad de un auto.

Ejercicio: -Un automovilista empuja su averiado vehculo de 2 toneladas desde el reposo hasta que adquiere cierta rapidez (velocidad); para lograrlo, realiza un trabajo de 4.000 Joules durante todo el proceso. En ese mismo tiempo el vehculo avanza 15 metros. Desestimando la friccin entre el pavimento y los neumticos, determine:1) La rapidez 2) La fuerza horizontal aplicada sobre el vehculo

Datosm = 2000 KT = 4000 JoulesF =?Vi = 0Vf =?d = 15 metros

W = F cos dW = F 1 d4000 J = F 15mF = 4000 J / 15mF = 266,67 N

4000 J = m Vf24000 J = 0,5 2000 Kg Vf24000 J = 1000Kg Vf2Vf2 = 4000 J / 1000 KgVf = sqrt ( 4 m2/s2)Vf = 2 m/s