¿Cómo explicarías la ley de conservación del ímpetu?

La ley de conservación del impulso establece que para dos objetos que colisionan en un sistema aislado, el impulso total antes y después de la colisión es igual. Esto se debe a que el impulso perdido por un objeto es igual al impulso ganado por el otro.

La conservación del momento se deriva de las leyes del movimiento de Newton. La tercera ley de Newton establece que cada acción tiene una reacción igual pero opuesta; la fuerza que un objeto A ejerce sobre el objeto B es igual pero opuesta a la fuerza que el objeto B ejerce sobre el objeto A. Según la segunda ley de Newton, esta fuerza es igual al producto de la masa y la aceleración de los objetos, por lo que el producto La masa y la aceleración del objeto A es igual pero opuesta al producto entre la masa y la aceleración del objeto B.

La aceleración es el cambio de velocidad dividido por el tiempo. El tiempo se cancela en la ecuación porque en una colisión, las fuerzas actúan dentro del mismo marco de tiempo. Por lo tanto, el producto de la masa del objeto A y el cambio en la velocidad es igual pero opuesto al producto de la masa del objeto B y el cambio en la velocidad. El impulso se define como el producto de la masa y la velocidad, por lo que finalmente el cambio en el impulso del objeto A es igual al opuesto al cambio en el impulso del objeto B. En un sistema no aislado, se aplica una fuerza externa durante la colisión, cambiando la ecuación original y causando que el impulso difiera antes y después de la colisión.

En mi opinión, el concepto de impulso requiere más explicaciones que su ley de conservación.

Tomemos un ejemplo de dos objetos (el objeto 1 tiene una masa alta y el objeto 2 es menos masivo ). Supongamos que ambos objetos se mueven a la misma velocidad. Pero intuitivamente podemos decir ( adivinar o tener una sensación ) que los movimientos de ambos objetos no son iguales, aunque se muevan a la misma velocidad. Como el objeto 1 requeriría más de nuestro esfuerzo para alcanzar esa velocidad en comparación con el objeto 2. Por lo tanto, la velocidad por sí sola no es suficiente para explicar ese movimiento.

Se introdujo el concepto de impulso para cuantificar la “cantidad de movimiento” como el producto de la masa y la velocidad. A pesar de que el concepto de “impulso” tiene su origen en el período AD, fue Newton quien lo utilizó en su segunda ley y lo hizo familiar.

Él ha explicado en su segunda ley que el movimiento ( recuerde que Newton refiere la cantidad de movimiento como impulso ) de la partícula cambia cada vez que se aplica una fuerza.

La Ley de conservación del impulso es una consecuencia directa de la segunda ley del movimiento de Newton. es decir, en un sistema aislado ( donde no actúa ninguna fuerza externa ) se conserva el impulso ( no se cambia la cantidad de movimiento ).

La ley de conservación del impulso establece que para dos objetos que colisionan en un sistema aislado, el impulso total antes y después de la colisión es igual. Esto se debe a que el impulso perdido por un objeto es igual al impulso ganado por el otro.

La conservación del momento se deriva de las leyes del movimiento de Newton. La tercera ley de Newton establece que cada acción tiene una reacción igual pero opuesta; la fuerza que un objeto A ejerce sobre el objeto B es igual pero opuesta a la fuerza que el objeto B ejerce sobre el objeto A. Según la segunda ley de Newton, esta fuerza es igual al producto de la masa y la aceleración de los objetos, por lo que el producto La masa y la aceleración del objeto A es igual pero opuesta al producto entre la masa y la aceleración del objeto B.

La aceleración es el cambio de velocidad dividido por el tiempo. El tiempo se cancela en la ecuación porque en una colisión, las fuerzas actúan dentro del mismo marco de tiempo. Por lo tanto, el producto de la masa del objeto A y el cambio en la velocidad es igual pero opuesto al producto de la masa del objeto B y el cambio en la velocidad. El impulso se define como el producto de la masa y la velocidad, por lo que finalmente el cambio en el impulso del objeto A es igual al opuesto al cambio en el impulso del objeto B. En un sistema no aislado, se aplica una fuerza externa durante la colisión, cambiando la ecuación original y causando que el impulso difiera antes y después de la colisión.

La lógica detrás de la conservación del impulso

Considere la posibilidad de una colisión entre dos objetos: el objeto 1 y el objeto 2. Para tal colisión, las fuerzas que actúan entre los dos objetos son iguales en magnitud y opuestas en la dirección (tercera ley de Newton). Esta declaración se puede expresar en forma de ecuación de la siguiente manera.

Las fuerzas actúan entre los dos objetos durante un período de tiempo determinado. En algunos casos, el tiempo es largo; En otros casos el tiempo es corto. Independientemente de cuánto tiempo sea el tiempo, se puede decir que el tiempo que la fuerza actúa sobre el objeto 1 es igual al tiempo que la fuerza actúa sobre el objeto 2. Esto es meramente lógico. Las fuerzas resultan de las interacciones (o contacto) entre dos objetos. Si el objeto 1 entra en contacto con el objeto 2 durante 0.050 segundos, entonces el objeto 2 debe estar en contacto con el objeto 1 durante el mismo tiempo (0.050 segundos). Como una ecuación, esto se puede afirmar como

Dado que las fuerzas entre los dos objetos son iguales en magnitud y opuestas en dirección, y dado que los tiempos para los cuales estas fuerzas actúan son iguales en magnitud, se deduce que los impulsos experimentados por los dos objetos también son iguales en magnitud y opuestos en dirección. Como una ecuación, esto se puede afirmar como

Pero el impulso experimentado por un objeto es igual al cambio en el impulso de ese objeto (el teorema de cambio impulso-impulso). Por lo tanto, dado que cada objeto experimenta impulsos iguales y opuestos, se sigue lógicamente que también deben experimentar cambios de momento iguales y opuestos. Como una ecuación, esto se puede afirmar como

Una de las leyes más poderosas de la física es la ley de conservación del impulso. La ley de la conservación del impulso se puede establecer de la siguiente manera.

Para una colisión que ocurre entre el objeto 1 y el objeto 2 en un sistema aislado, el momento total de los dos objetos antes de la colisión es igual al momento total de los dos objetos después de la colisión. Es decir, el impulso perdido por el objeto 1 es igual al impulso ganado por el objeto 2.

Al aire libre
La declaración anterior nos dice que el impulso total de una colección de objetos (un sistema ) se conserva , es decir, la cantidad total de impulso es un valor constante o invariable.

Momento = masa * velocidad.

El impulso total de un sistema siempre se conserva. Durante una colisión, el impulso perdido por un cuerpo es ganado por otro cuerpo. Durante una colisión, suponga que F1 y F 2 son las fuerzas que actúan sobre los dos cuerpos. Suponiendo que solo se produzca una colisión y suponiendo que sea un sistema aislado, F1 = -F2 (tercera ley de Newton).

Pero el tiempo de colisión es el mismo para ambos cuerpos, t1 = t2.

Momento del cuerpo 1 = F1 * t1 y cuerpo 2 = F2 * t2

F1 * t1 = F1 * t2 = -F2 * t2,

Impulso = F * t, por lo tanto Impulse 1 = – Impulso 2

Impulso = cambio en el momento (según la segunda ley de Newton), por lo tanto, m1 * v1 = – m2 * v2, por lo tanto, esto implica un momento ganado por un cuerpo = momento perdido por otro cuerpo.

Cada vez que dos partículas aisladas e invariables interactúan entre sí, su impulso total permanece constante.
importancia

momento lineal

m1v1 + m2v2 = m1v1 ′ + m2v2 ′

momento angular

O1w1 = O2w2

M1,2 = Misa de dos cuerpos diferentes

v1,2 = velocidades iniciales

v1,2 ′ = velocidades finales

O1,2 (teta) = Momento de inercias.

w1,2 = velocidades angulares

Una de las leyes más poderosas de la física es la ley de conservación del impulso. La ley de la conservación del impulso se puede establecer de la siguiente manera.

Para una colisión que ocurre entre el objeto 1 y el objeto 2 en un sistema aislado, el momento total de los dos objetos antes de la colisión es igual al momento total de los dos objetos después de la colisión. Es decir, el impulso perdido por el objeto 1 es igual al impulso ganado por el objeto 2.
La declaración anterior nos dice que el impulso total será conservado, constante o sin cambios.

La conservación del impulso se desprende de las Tres Leyes de Newton (ver El surgimiento de la mecánica), pero resulta ser relativista igualmente válido.

La ley de conservación del ímpetu establece que:

“Cuando algunos cuerpos que constituyen un sistema aislado actúan entre sí, el impulso total del sistema permanece constante”.

La ley de conservación del impulso dice que un objeto pierde impulso y el otro lo gana. Se conserva el impulso total del sistema.

Colisión entre dos cuerpos moviéndose en dirección opuesta a la misma masa y a la misma velocidad.

Después de la colisión, ambos cuerpos se detendrán debido a la conservación del impulso.