¿Cuáles son los ejemplos que no puede usar la conservación del impulso y de la energía para resolver un problema, incluso cuando se trata de predecir el movimiento de los objetos?

Answer 1

Aunque no estoy seguro de entender la pregunta, trato de responder.

No.

En cualquier caso que sepamos hasta ahora, el impulso y la energía siempre se conservan, no se conocen excepciones a estas leyes. Y la razón por la que son tan perfectos es bastante simple: se derivan de suposiciones razonables que hacemos cuando observamos fenómenos naturales.

Piensa que configuramos un experimento en particular, podría ser algo simple como soltar una pelota de tu mano, o más complicado como colisiones en el CERN, en un momento específico: observamos, recopilamos los datos e intentamos comprender. Ahora configuramos el mismo experimento (¡el mismo!) En un momento posterior, y la pregunta es: ¿cómo se comportará? Es decir, si configuramos el experimento un momento después o antes, ¿podríamos esperar un comportamiento diferente?

La respuesta a la última pregunta es, al menos en teoría, no. Toda la física que conocemos es invariante en el tiempo. Y si cuando comenzamos el experimento no es relevante, alguna entidad debería ser constante. Lo llamamos energía .

Porque el impulso es exactamente lo mismo, excepto que esta vez lo que no hace ninguna diferencia es dónde. Podemos mover el colisionador del CERN a Alaska, Siberia o Congo y nada cambia, las partículas se comportarán de la misma manera.

Existen otras leyes de conservación y todas están conectadas con algún tipo de independencia. Por suerte para nosotros, de lo contrario no tendríamos poder predictivo sobre nada.

Answer 2

La conservación del impulso y la conservación de la energía son en realidad cosas muy diferentes.

La energía cinética (energía de movimiento) se calcula como 0.5 veces la masa de un objeto multiplicado por el cuadrado de su velocidad. El impulso es simplemente la masa multiplicada por la velocidad. Con solo mirar las ecuaciones, puede ver que necesita circunstancias especiales para conservar ambas al mismo tiempo (normalmente colisiones entre objetos muy duros). Así que aquí hay dos ejemplos de cómo el impulso y la energía cinética se utilizan realmente.

Ejemplo de Conservación de Energía

Suelta una bola desde la parte superior de una diapositiva y quiere saber qué tan rápido será cuando llegue a la parte inferior (supongamos que la fricción es demasiado pequeña para preocuparse en este ejemplo). El movimiento de la bola hacia abajo de la diapositiva convierte la energía potencial de la gravedad, dada como masa multiplicada por la altura y la gravedad, en energía cinética. Entonces, la energía se conserva y la velocidad se determina resolviendo la ecuación m * g * h = 0.5 * m * (v ^ 2) , que se simplifica a v = sqrt (2 * g * h) . Dado que la pelota comenzó con velocidad cero y aceleró, el impulso no se conservó.

Ejemplo de Conservación del Momento

Decides disparar un cañón sobre ruedas y quieres saber qué tan rápido viajó la bola de cañón midiendo qué tan rápido retrocedió el cañón en la dirección opuesta. El impulso de todos los objetos que salen de la explosión (la bola del cañón y el cañón) se conserva, por lo que si sabe que el cañón tiene una masa de 500 kg, la bola del cañón tiene una masa de 5 kg y el cañón retrocedió a 2 metros por segundo, puede resolver la ecuación de impulso (500 kg) * (2 m / s) = (5 kg) * v y determinar que la bola de canon viajaba a una velocidad de 200 metros por segundo cuando dejó el cañón. A menos que tenga en cuenta la energía química de la pólvora, la energía no se conservó en este experimento.