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Cantidad de movimiento e impulso

Física

Conceptos clave

La cantidad de movimiento (momento lineal) mide "cuánto movimiento" tiene un cuerpo.
Es un vector: $p = mv$ (kg m s⁻¹).
El impulso es el cambio de momento producido por una fuerza durante un tiempo.
Una fuerza aplicada durante más tiempo produce más cambio de momento.

Momento lineal

Se define: $p = mv$ .
Tiene la misma dirección que la velocidad.
Un cuerpo pesado y lento puede tener el mismo momento que uno ligero y rápido.

Impulso

Impulso = fuerza por tiempo: $J = F\,\Delta t$ .
Es igual al cambio de momento: $F\,\Delta t = \Delta p = m v_f - m v_i$ .
Se mide en N s (equivale a kg m s⁻¹).

Fuerza y tiempo de contacto

Para un mismo cambio de momento, más tiempo de contacto → menos fuerza.
Por eso los airbags y las rodilleras alargan el tiempo del choque y reducen la fuerza.
El área bajo una gráfica fuerza-tiempo es el impulso.

Ejemplo resuelto

Problema: una pelota de 0,2 kg llega a 8 m s⁻¹ y rebota a 6 m s⁻¹ en sentido opuesto. Halla el cambio de momento.
Toma el sentido de llegada como positivo: $v_i = +8$ , $v_f = -6$ .
$\Delta p = m v_f - m v_i = 0{,}2\times(-6) - 0{,}2\times 8$ .
$\Delta p = -1{,}2 - 1{,}6 = -2{,}8\,\text{kg m s}^{-1}$ (en el sentido del rebote).

En el examen IB

El momento es un vector: cuida los signos, sobre todo en los rebotes.
Error frecuente: olvidar el cambio de signo de la velocidad al rebotar.
El impulso es el área bajo la gráfica fuerza-tiempo.
Alargar el tiempo de impacto reduce la fuerza (base de la seguridad pasiva).