Principios de conservación del movimiento lineal

Escrito por richard beglan | Traducido por laura de alba
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Principios de conservación del movimiento lineal
Una bola blanca volteando una bola de color es un buen ejemplo de conservación del momentum. (BananaStock/BananaStock/Getty Images)

Es más preciso describir la conservación del movimiento lineal en términos de momentum. En la física clásica, el momentum de un cuerpo es definido como el producto de su velocidad por su masa. Cuando dos objetos colisionan, la suma de su momentum en el sistema después de la colisión es igual al de antes de la colisión, suponiendo que ninguna fuerza externa sea aplicada al sistema. Este principio es llamado la ley de conservación del momentum.

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Leyes del movimiento de Newton

Las leyes de conservación del momentum son explicadas por las leyes del movimiento de Isaac Newton.

La tercera ley del movimiento de Newton establece que toda acción tiene una reacción igual y opuesta. Cuando dos cuerpos chocan, la fuerza experimentada por el cuerpo A de golpear al cuerpo B es el equivalente de la fuerza experimentada por el cuerpo B por golpear al cuerpo A, sólo que lo hace en la dirección opuesta.

La segunda ley del movimiento de Newton define la fuerza como la tasa de cambio del momentum, así que dado que las fuerzas del contacto son iguales, el momentum de A debe cambiar a la misma tasa que el momentum de B. La masa de los dos cuerpos no cambia, así que si uno se hace lento, entonces el otro se debe acelerar a la misma velocidad. Por lo tanto no hay un cambio general en el momentum.

Principios de conservación del movimiento lineal
Newton describió la conservación del momentum en su gran obra, "Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica". (Photos.com/Photos.com/Getty Images)

En acción

La ley de la conservación del momentum se puede ver en todo nuestro alrededor. Por ejemplo, en una mesa de billar el momentum es transferido del taco a la bola blanca, y después es transferido a otra bola cuando colisionan. En cada ocasión el momentum general es conservado.

La pareja de autos en una pista de entrenamiento es otro buen ejemplo. Luego del impacto de un auto que está en descanso con uno que se está moviendo ambos tendrán movimiento, pero más lentamente, ya que algo del momentum ha sido transferido del primer auto al segundo.

Otros sistemas

La conservación del momentum se aplica no sólo a las colisiones, sino a cualquier interacción entre dos o más cuerpos, tales como la explosión que ocurre cuando una bala disparada sale desde una pistola. El retroceso (la fuerza experimentada por el arma y el tirador de donde sale la bala) es equivalente a la fuerza ejercida sobre la bala por el arma cuando la parte de disparo golpea la bala para desencadenar una explosión. Mientras que la bala es mucho más pequeña que el tirador y el arma, su momentum subsecuente es mucho mayor. El momentum de un cuerpo grande moviéndose lentamente equivale al momentum de un cuerpo mucho más lento moviéndose rápidamente, y sin embargo el momentum total del sistema permanece en cero.

Principios de conservación del movimiento lineal
Una bala disparada desde un rifle es un ejemplo más complicado de conservación del momentum. (Jupiterimages/Comstock/Getty Images)

A mayor escala

La conservación del momentum puede ser difícil de aceptar, particularmente porque algunas colisiones no dan como resultado un movimiento notable. Saltar sobre el piso es un buen ejemplo, ya que el principio establece que la tierra se debe mover. La tierra se mueve, pero dada la enorme diferencia en masa entre un ser humano y un planeta, lo hace en una cantidad infinitamente más pequeña. De forma similar, un cometa que colisiona con la luna no sólo deja un cráter, sino que altera ligeramente el momentum de la luna.

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