Explicacion y Ejemplos Conservacion De La Cantidad De Movimiento
La conserva de la cantidad de movimiento se define como el producto del vector velocidad por la masa del objeto. Esta magnitud se mantiene constante en todo el movimiento de un sistema aislado. No obstante, la conservación del movimiento no siempre es obvia ya que a menudo hay fuerzas externas que producen un cambio en la velocidad del sistema. Aunque el objeto en movimiento pueda cambiar su velocidad, el producto de la velocidad y la masa se mantiene constante.
La conservación del movimiento se debe a que la fuerza neta en un sistema cerrado es igual a cero. Esto se conoce como la ley de la conservación de la cantidad de movimiento y se puede demostrar a partir de la segunda ley de Newton. En un sistema cerrado, la suma de todas las fuerzas es igual a cero. Si la fuerza neta es cero, entonces el cambio en la velocidad del objeto (aceleración) también es cero. Si la aceleración es cero, entonces la velocidad del objeto no cambia y, por lo tanto, el vector velocidad también se mantiene constante.
La conservación de la cantidad de movimiento se puede aplicar a un sistema de dos o más objetos en movimiento. Si la fuerza neta en el sistema es cero, entonces el vector velocidad del sistema también se mantiene constante. Esto se debe a que la fuerza neta es igual al vector suma de todas las fuerzas en el sistema. Si la fuerza neta es cero, entonces la aceleración del sistema también es cero. Si la aceleración del sistema es cero, entonces el vector velocidad del sistema no cambia.
La conservación de la cantidad de movimiento se puede utilizar para resolver problemas de choque y colisión. En un choque elástico, las magnitudes de las fuerzas son iguales y opuestas y se conserva el movimiento del sistema. En un choque inelástico, las magnitudes de las fuerzas son diferentes y no se conserva el movimiento del sistema.
Problemas Resueltos con soluciones de Conservacion De La Cantidad De Movimiento
Los ejercicios de conservación de la cantidad de movimiento son aquellos en los que se conserva el producto de la masa y la velocidad. En estos ejercicios, la cantidad de movimiento se mantiene constante, aunque la masa y la velocidad puedan cambiar. Esto significa que si un objeto se mueve más lentamente, su masa debe ser mayor.
Ejemplo 1: Un cohete se dispara verticalmente hacia arriba con una velocidad inicial de 40 m/s. La masa del cohete es de 150 kg. ¿Cuál será su velocidad final?
Solución: Para resolver este ejercicio, necesitamos usar la ecuación de conservación de la cantidad de movimiento:
mv = mvf
Donde: m = masa v = velocidad vf = velocidad final
Rearrangiendo la ecuación, podemos encontrar la velocidad final:
vf = mv / m
Sustituyendo los valores de nuestros datos, tenemos:
vf = (150 kg)(40 m/s) / (150 kg) vf = 40 m/s
Por lo tanto, la velocidad final del cohete será de 40 m/s.
Ejemplo 2: Una pelota de tenis se dispara horizontalmente desde una altura de 2 m con una velocidad de 10 m/s. ¿Cuál será su velocidad al llegar al suelo?
Solución: Para resolver este ejercicio, necesitamos usar la ecuación de conservación de la cantidad de movimiento:
mv = mvf
Donde: m = masa v = velocidad vf = velocidad final
Rearrangiendo la ecuación, podemos encontrar la velocidad final:
vf = mv / m
Sustituyendo los valores de nuestros datos, tenemos:
vf = (0.05 kg)(10 m/s) / (0.05 kg) vf = 10 m/s
Por lo tanto, la velocidad de la pelota de tenis será de 10 m/s cuando llegue al suelo.
