IMPULSO Y CANTIDAD DE MOVIMIENTO

El impulso y la cantidad de movimiento son dos conceptos bastante parecidos al trabajo y la energía cinética, pero diferentes en aspectos muy sensibles. Además son protagonistas de un par de leyes de conservación tan importantes como útiles.

Vamos con las definiciones. El impulso, I, es el producto entre una fuerza y el intervalo de tiempo durante el que la fuerza actúa.

Se trata de un vector (ya que el producto entre un vector -la fuerza- y un escalar -el tiempo- da por resultado un vector). Una de las cualidades más importantes de los impulsos es su carácter vectorial: tienen módulo, dirección y sentido. Siempre que aparezca un impulso será inteligente preguntarnos hacia dónde apunta. Las unidades para medir los impulsos serán las que surgen del producto entre las de fuerza y las de tiempo. En el Sistema Internacional de Medidas, SI:

[I] = Ns

La cantidad de movimiento, p, es el producto entre la masa de un cuerpo y su velocidad.

También se trata de un vector, también siempre apunta hacia algún lado. Sus unidades en el SI son:

[p] = kg.m/s

Notarás que las unidades de impulso y cantidad de movimiento son equivalentes:

Ns = kg.m/s

Sin embargo, tenemos la sana costumbre de acompañar con Ns las medidas de impulso y con kg.m/s las medidas de cantidad de movimiento, no es que esté mal no hacerlo. Es sólo por claridad y elegancia.

IMPULSO DE LA RESULTANTE

La resultante goza siempre de la Segunda Ley de la Dinámica:

R = m . a

Si multiplicamos ambos miembros por el intervalo de tiempo que actúa la resultante...

CHISMES IMPORTANTES:

• Suelen llamarse fuerzas impulsivas aquellas que son muy breves y difíciles de estudiar. Suelen ser muy variables y con comportamientos casi caóticos. Ejemplos clásicos son los golpes, los choques, las fuerzas explosivas, etcétera. Bien... que no cunda el pánico: en lugar de tratar de estudiar qué ocurre durante ese brevísimo impacto, se estudia un antes y un después, un simple cambio de velocidad, eso sólo contiene la información que estamos necesitando.
• La definición de impulso que tenés más arriba es válida sólo para fuerzas constantes. Cuando la fuerza no es constante el impulso se puede calcular fraccionando el tiempo todo lo que puedas, haciendo los productos en cada pequeña fracción (donde la variación de la fuerza sea despreciable), y luego sumando todos los productos. Esa estrategia se puede simbolizar de esta manera:

  I = ∫ F dt

• La cohetería espacial sólo fue posible cuando se comprendió la relación entre impulso y cantidad de movimiento. Antes se pensaba que, a falta de dónde apoyarse, era imposible moverse en el espacio interestelar.

PREGUNTAS CAPCIOSAS:

• En la relación entre impulso y cantidad de movimiento aparecen 3 vectores... ¿están obligados a tener los tres la misma dirección?