Page 199 - Física Tippens: Conceptos y Aplicaciones, Séptima Edición Revisada

180 Capítulo 9 Impulso y cantidad de movimiento

5. Distinguirá la diferencia entre choque elástico e ¡nelástico, por medio de ejem­
plos y definiciones.
6. Predecirá las velocidades de dos cuerpos que chocan, después del impacto,
cuando se conocen el coeficiente de restitución, las masas y las velocidades
iniciales.

La energía y el trabajo son cantidades escalares que no informan absolutamente nada respecto
de la dirección. La ley de la conservación de la energía describe tan sólo la relación entre los
estados iniciales y finales; no dice nada acerca de cómo están distribuidas las energías. Por
ejemplo, cuando chocan dos objetos, podemos decir que la energía total antes de la colisión
debe ser igual a la energía después de la misma, si no tomamos en cuenta la fricción y otras
pérdidas de calor. Sin embargo, necesitaremos un nuevo concepto si vamos a determinar
cómo se reparte la energía total entre los objetos, o incluso sus direcciones relativas después
del impacto. Los conceptos de impulso y cantidad de movimiento, que se presentan en este
capítulo, añaden una descripción vectorial a nuestro estudio de la energía y el movimiento.

Impulso y cantidad de movimiento

Cuando se golpea una pelota de golf en el campo de juego, como se observa en la figura 9.1,
una gran fuerza media F actúa sobre la pelota durante un corto espacio de tiempo Ai, ha­
ciendo que ésta se acelere desde el reposo hasta una velocidad final v . Es sumamente difícil
medir tanto la fuerza como la duración de su acción; pero el producto de ambas F A i puede
calcularse en función del cambio de velocidad resultante de la pelota de golf. A partir de la
segunda ley de Newton, sabemos que
T7 V/ “ V°
í = m a = m — ;------
A t
Al multiplicar por A i se obtiene
F Ar = m(\f - v0)

o bien.

F Ar = mvf — mv0 (9.1)

Esta ecuación es muy útil para resolver problemas relacionados con choques, a los que se han
asignado nombres especiales a sus términos.

El impulso F At es una cantidad vectorial de igual magnitud que el producto de
la fuerza por el intervalo de tiem po en el que actúa. Su dirección es la misma
que la de la fuerza.

Figura 9.1 Cuando el palo de golf golpea la pelota, una fuerza F que actúa durante un espacio de tiempo
provoca un cambio en la cantidad de movimiento de la pelota.