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Calculadora de variación de la cantidad de movimiento: impulso y fuerza media

Calcula el cambio en la cantidad de movimiento de un cuerpo, el impulso que recibe y la fuerza media según el tiempo de contacto, con el teorema del impulso.

Masa

Velocidad inicial

Velocidad final

Tiempo de contacto o de interacción

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Cómo funciona

Δp = m · (vf − vi) · impulso J = Δp = F media · t · F media = Δp ÷ t

El teorema del impulso dice que el impulso que recibe un cuerpo es igual a su cambio de cantidad de movimiento: J = F·t = Δp = m·Δv. Por eso las zonas de deformación de los autos, las bolsas de aire y acompañar el movimiento al atrapar una pelota funcionan alargando el tiempo t: con el mismo cambio de cantidad de movimiento, un contacto más largo significa una fuerza media menor. La cantidad de movimiento es un vector, así que un cambio de signo en la velocidad, como en un rebote, cuenta como un Δv grande.

Ejemplo resuelto

Un balón de fútbol de 0.45 kg llega a −10 m/s y sale del pie a +20 m/s. Δp = 0.45 × (20 − (−10)) = 13.5 kg·m/s, así que el impulso es de 13.5 N·s. Si el contacto dura 0.01 s, la fuerza media es 13.5 ÷ 0.01 = 1,350 N.

Fuentes: Impulse (physics) — Wikipedia

Preguntas frecuentes

¿El impulso es lo mismo que el cambio de cantidad de movimiento?

Sí. El teorema del impulso establece que el impulso neto sobre un cuerpo (fuerza por el tiempo que actúa) es igual a su cambio de cantidad de movimiento, J = Δp. Los dos se miden en kg·m/s, que es lo mismo que N·s.

¿Por qué un tiempo de contacto más largo reduce la fuerza?

Con un cambio de cantidad de movimiento fijo, F = Δp ÷ t. Si t crece y Δp no cambia, F baja. Las bolsas de aire, flexionar las rodillas al caer y atrapar un huevo con un trapo suave aprovechan esto.

¿Qué pasa si el objeto cambia de sentido?

Usa la velocidad con signo según el eje que elijas. Una pelota que pega en la pared a +5 m/s y rebota a −5 m/s tiene Δv = −10 m/s, así que su cambio de cantidad de movimiento es el doble del que tendría si solo se detuviera.

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Esta calculadora tiene fines informativos. Verifica los resultados importantes antes de tomar decisiones.