Repaso de momento lineal

Revisión de los términos clave y las ecuaciones del momento lineal, incluida una derivación de la segunda ley de Newton a partir de la conservación del momento lineal.

Términos clave

Término (símbolo)	Significado
Momento lineal ( $p$ ‍)	Producto de la masa y la velocidad de un objeto. También se le llama solo "momento" para hacerlo más corto. El momento se conserva cuando no hay fuerzas externas que actúen sobre un sistema. Cantidad vectorial que en el SI tiene unidades de $\frac{kg \cdot m}{s}$ ‍.

Ecuaciones

Ecuación	Símbolos	Significado en palabras
$p = m v$ ‍	$p$ ‍ es el momento, $m$ ‍ es la masa y $v$ ‍ es la velocidad.	El momento es la masa multiplicada por la velocidad.
$Δ p = F_{neta} Δ t$ ‍	$F_{neta}$ ‍ es la fuerza externa neta, $Δ p$ ‍ es el cambio en el momento y $Δ t$ ‍ es el tiempo durante el cual actúa una fuerza neta.	El cambio en el momento es proporcional a la fuerza externa neta y al tiempo en el que esa fuerza neta actúa.

Cómo se relacionan el momento y la fuerza neta

Puede que de las ecuaciones cinemáticas con aceleración constante recuerdes que el cambio en la velocidad

Δ v

también puede escribirse como

a Δ t

. Entonces podemos ver que cualquier cambio en el momento después de una aceleración puede escribirse como

\begin{aligned} Δ p & = m Δ v \\ = m (a Δ t) \\ = F_{neta} Δ t \end{aligned}

Si reacomodamos esto para despejar

F_{neta}

cuando la masa del sistema y la fuerza neta son constantes, obtenemos la segunda ley de Newton

F_{neta} = \frac{Δ p}{Δ t}

Así, el cambio en el momento a través del tiempo es igual a la fuerza neta.

Una mayor fuerza neta en el mismo periodo de tiempo significa un cambio mayor en el momento. Por ejemplo, un camión pesado que se acerca a una señal de alto tendrá un cambio mucho más grande en el momento que un automóvil ligero para el mismo tiempo. Un cambio más grande en el momento significa que para frenar se necesita una fuerza externa mayor, ¡por eso los frenos del camión deben trabajar mucho más!

Errores conceptuales comunes

Algunas personas piensan que el momento y la energía cinética son iguales. Ambos están relacionados con la velocidad (o rapidez) y la masa de un objeto, pero el momento es una cantidad vectorial que describe la cantidad de masa en movimiento. La energía cinética es una medida de la energía de un objeto a partir del movimiento, y es un escalar.
A veces las personas piensan que el momento es lo mismo que la fuerza. Las fuerzas causan un cambio en el momento, pero el momento no causa una fuerza. Cuanto mayor sea el cambio en el momento, más fuerza tendrás que aplicar para lograr ese cambio en el momento.

Aprende más

Para explicaciones más profundas sobre el momento lineal, ve nuestro video de introducción al momento.

Para revisar tu comprensión y trabajar hacia el dominio de estos conceptos, revisa nuestros ejercicios de momento lineal:

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