Impulso y Cantidad de movimiento

Una magnitud que resulta muy útil a la hora de tener que analizar y explicar ciertas situaciones de cuerpos en movimiento es la llamada "cantidad de movimiento".( en las primeras versiones del libro de Hewitt se la denomina momentum, pero las ediciones posteriores ya tienen hecha la modificación).
Digamos, sólo como nota histórica, que ya Descartes se refería a este concepto diciendo que el estado de movimiento de un cuerpo dependía de "su materia y su velocidad". Incluso Newton, al plantear su segunda ley, la fundamenta en la cantidad de movimiento. (es curioso pero la expresión F = m . a no aparece en los escritos del genial inglés, a pesar de ello la usamos porque nos resulta sumamente práctica).

Pero, ¿qué es la cantidad de movimiento?
Nuestra experiencia cotidiana y el sentido común nos indican que, por ejemplo, cuesta más frenar una pelota de basquet que una de tenis que se muevan con la misma rapidez.
De manera similar cuando la pelota de tenis llega a nosotros con mucha velocidad es más difícil detenerla que si se desplaza lentamente.
En el primer caso la dificultad en el frenado se asocia a la diferencia de masas. En el segundo, la dificultad se origina en las distintas velocidades.

La cantidad de movimiento de un objeto tiene en cuenta estos aspectos y se define como el producto entre su masa y su velocidad (o rapidez en algunos casos).
Simbólicamente lo expresamos p = m . v .
Un objeto puede tener gran cantidad de movimiento porque: a) su masa es grande , b) su velocidad es alta o c) porque son considerables tanto su masa como su velocidad. Demos unos ejemplos de cada situación para aclarar la cuestión.

* Caso a: Un tren de carga que está llegando, lentamente, a una estación./ Un iceberg a la deriva.

* Caso b: Un proyectil disparado por un arma de fuego./ Un trozo de hielo en una lluvia de granizo.

* Caso c: Un meteorito que choca contra la superficie terrestre. / Un avión de pasajeros que aterriza en el aeropuerto.

Una manera de cambiar la cantidad de movimiento de un objeto es aplicando una fuerza.
Si una pelota pasa rodando frente a mí y, cuando pasa, la pateo en la misma dirección y sentido en que se mueve, la fuerza provocará una aceleración y, al aumentar la rapidez, crecerá su cantidad de movimiento.
Ahora bien, la pelota acelerará mientras esté actuando la fuerza. Esto indica que también importa el tiempo durante el cual la fuerza está siendo aplicada. Durante más tiempo se aplica la fuerza más velocidad adquiere y mayor será el cambio en la cantidad de movimiento.

El producto fuerza por tiempo, F . t, recibe el nombre de impulso. Se puede demostrar (no lo haremos aquí) que el impulso es igual a la variación de la cantidad de movimiento. Cuando el impulso es en el sentido del movimiento la cantidad de movimiento aumenta. Cuando la fuerza que se aplica es "en contra" provoca una desaceleración y por lo tanto la cantidad de movimiento disminuye. Incluso podría llegar a hacerse cero (el cuerpo se detiene) o cambiar el sentido del desplazamiento (el cuerpo rebota).
Para lograr reducir a cero la cantidad de movimiento de un objeto tenemos varias opciones (mencionemos algunas de ellas): a) Una fuerza considerable en un tiempo corto (una maceta que cae desde un balcón y golpea contra las baldosas de la vereda); b) Una fuerza pequeña en un intervalo de tiempo largo (un trapecista que, al terminar su acto, se deja caer sobre la red de seguridad. La red se estira de manera apreciable, lo que hace que el tiempo de contacto se alargue y detiene al acróbata aplicando una fuerza moderada). Esta es también la razón por la cual cuando nos arrojan algo desde cierta altura (las llaves, un libro o un pequeño bolso) solemos, al atajarlo, "acompañar" con las manos el movimiento hacia abajo del objeto.

Para terminar solo diremos que la cantidad de movimiento resulta una herramienta importante para analizar, entre otras cosas, los procesos de interacción (choques) de los objetos.


Tal vez a partir de hoy tengas una mirada diferente sobre algunas cosas que ocurren a tu alrededor y, cuando veas un grupo de personas dándole un empujoncito al auto de un vecino que se quedó sin batería, pienses "el auto cambia su cantidad de movimiento gracias al impulso de estas buenas personas...

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