Impulso
Si alguna vez pateó una pelota, golpeó un saco de boxeo o jugó deportes que involucraban cualquier tipo de pelota, ha estado utilizando el concepto de impulso sin siquiera saberlo. Entonces, ¿qué es exactamente el impulso y qué tiene que ver con cualquiera de esas situaciones?
Antes de que podamos definir el impulso, necesitamos hablar sobre el concepto de impulso. El momento es una medida de fuerza y una medida de lo difícil que es detener un objeto. Un objeto que no se mueve tiene un momento cero. Un objeto grande de movimiento lento tiene un gran impulso. Un objeto pequeño y de rápido movimiento también tiene un gran impulso. Por ejemplo, si una bola de ping-pong y una bola de boliche tienen la misma velocidad, entonces la bola de boliche tiene un mayor impulso porque es más masiva que la bola de ping-pong.
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Esta es la fórmula para el impulso:
En esta fórmula, Momentum ( p ) es igual a Masa ( m ) por Velocidad ( v ). El momento es un vector que es igual al producto de masa y velocidad (que también es un vector).
Pero, ¿cómo se relaciona el impulso con el impulso? Cuando una fuerza actúa sobre un objeto por un corto período de tiempo, el impulso es la medida de cuánto cambia la fuerza el impulso de un objeto.
La fórmula para el impulso se ve así:
Debido a que el impulso es una medida de cuánto cambia el impulso como resultado de la fuerza que actúa sobre él durante un período de tiempo, una fórmula alternativa para el impulso se ve así:
Esta fórmula relaciona el impulso con el cambio en el impulso del objeto. Impulse tiene dos unidades diferentes, kilogramo veces metros por segundo (kg m / s) o Newton veces segundos (Ns).
Ejemplos de impulso
Echemos un vistazo a algunos ejemplos.
En este primer ejemplo, veremos el impulso de un objeto que colisiona con una pared y se detiene después de la colisión. Si el objeto de 2.0 kg viaja con una velocidad de 10 m / s antes de golpear la pared, entonces el impulso puede calcularse usando la fórmula.
En este segundo ejemplo, veremos el impulso de un objeto que colisiona con una pared y se recupera después de la colisión. Si el objeto de 2.0 kg viaja con una velocidad de 10 m / s antes de golpear la pared y una velocidad de -10 m / s después de la colisión (negativo porque rebota en la dirección opuesta), entonces el impulso puede calcularse como sigue:
En el siguiente ejemplo, calcularemos el impulso de una manera diferente. ¿Cuál es el impulso causado por una fuerza promedio de 10 Newtons si actúa sobre una pelota durante 2.0 segundos? El impulso aquí se puede calcular como:
Aplicaciones de Impulse
Ahora que podemos calcular el impulso, podemos ver algunos ejemplos interesantes de impulso en la vida cotidiana. El ejemplo más notable es el sistema de airbag del automóvil. Las bolsas de aire están en los autos para reducir el daño a un conductor o pasajero durante una colisión.
Si el impulso es la fuerza multiplicada por el tiempo, entonces la fuerza es el impulso dividido por el tiempo. Lo que hace el airbag es aumentar el tiempo requerido para detener el impulso del pasajero o conductor. Si se aumenta este tiempo, la fuerza del impacto disminuye. Si el tiempo de impacto es corto, entonces la fuerza del impacto aumenta y puede causar daños graves a los ocupantes del automóvil.
Tener suelos acolchados en un gimnasio es otra aplicación del concepto de impulso. Para reducir la fuerza del impacto cuando alguien aterriza en el piso, el acolchado aumenta el tiempo de contacto entre la persona y el piso. Entonces, al igual que las bolsas de aire, cuando el tiempo de contacto aumenta, la fuerza de impacto disminuye.
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